Chladiace systémy. Prehrievanie a podchladenie

Prehrievanie (vzťahuje sa na prehrievanie pár chladiva na výstupe z plynového chladiča výparník) a hypotermia (týka sa chladiacej kvapaliny chladiacej kvapaliny opúšťajúcej kvapalinu kondenzátor) sú, samozrejme, dva dôležité procesy v praktickom chladiacom systéme na kompresiu pary a používajú sa na zabezpečenie maximálneho výkonu (COP) a na zabránenie niektorým technickým problémom, ako bude opísané nižšie.

prehriatiu

V procese odparovania chladiacej zmesi sa úplne odparí výparník, Studená para chladiva pokračuje cez výparník, teplo sa absorbuje pre parné teplo. Za určitých podmienok takéto tlakové straty v dôsledku trenia zvyšujú objem prehriatiu. Ak vo výparníku dôjde k prehriatiu, entalpia chladiaceho média sa zvýši, čím sa odstráni ďalšie teplo a zvyšuje sa účinok chladiaceho výparníka. Ak je uvedený v kompresor odsávanie, nedochádza k žiadnemu užitočnému chladeniu. V niektorých systémoch je chladiaca kvapalina-para tepelné výmenníky sa môže použiť na prehriatie nasýteného parného chladiva z chladiacej kvapaliny z výparníka, ktorá pochádza kondenzátor (Obr. 3.32). Ako je zrejmé z obr. 3.32, výmenník tepla môže poskytovať vysoký systém COP. V kompresore sa môže zohriať chladivo. V takom prípade chladivo nasýtenej pary vstupuje do kompresora a prehrieva sa, čím sa zvyšuje tlak, čo vedie k zvýšeniu teploty. Prehrievanie spôsobené kompresným procesom nezlepšuje účinnosť cyklu, ale skvelé výsledky kondenzačného zariadenia a veľkého kompresora, prívodného potrubia. Zvýšenie chladiaceho účinku dosiahnuté pomocou prehriať vo výparníku, spravidla kompenzované znížením chladiaceho účinku v kompresore. Pretože kompresor objemového prietoku je konštantný, hmotnostný prietok a chladiaci účinok klesá, znižuje hustotu chladiva spôsobenú prehriatím. V praxi je dobre známe, že pri každom prehrievacom sacom potrubí 1C sú straty chladiacej kapacity 2.5%. Izolácia sacieho potrubia je rozhodnutím, aby sa minimalizoval zisk tepla. Chladenie je proces odstraňovania prebytočného tepla z prehriatej pary chladiva, a ak sa dosiahne pomocou vonkajšieho účinku, bude pre COP užitočnejší. Chladenie sa často považuje za nevhodné z dôvodu nízkej teploty (menej ako 10 C) a malého množstva dostupnej energie.

Podchladenie

Tento proces chladiaceho kvapalného chladiva pod teplotou kondenzácie v tlaku (Obr. 3.32). Hypotermia zabezpečuje, že 100% tekutého chladiva vstupuje do expanzného zariadenia, čím bráni bublinám pary, aby bránili toku chladiva cez expanzný ventil, Ak je spôsob prenosu tepla pre vonkajší chladiaci cyklus spôsobený podchladením, zvyšuje sa chladiaci účinok systému, pretože podchladená kvapalina je menej entalpická ako nasýtená kvapalina. Hypotermia sa uskutočňuje ochladením systému na vedenie tekutiny, pri použití vyššej teploty. Jednoducho môžeme povedať, že chladivo chladí podchladenie a ďalšie poskytuje nasledujúce informácie:

Zvýšte energetické zaťaženie,
Zníženie spotreby elektrickej energie,
Skrátenie času rozbalenia,
Rovnomernejšie chladenie teploty a
Zníženie pôvodných nákladov.

Všimnite si, že výkon jednoduchého chladiaceho systému s kompresiou pary sa môže výrazne zlepšiť ďalším chladením kvapalného chladiva, pričom sa kondenzátorová cievka opúšťa. To je podchladenie tekutého chladiva je možné dosiahnuť pridaním cyklu mechanického podchladenia v normálnych pároch kompresný cyklus, Systém podchladenia môže byť buď vyhradený systém mechanického podchladenia alebo integrovaný systém mechanického podchladenia (Khan a Zubair, 2000). Vo vyhradenom systéme mechanického podchladenia existujú dva kondenzátory, jeden pre každý z cyklu hlavnej slučky a podchladiča, zatiaľ čo pre zložitý systém mechanického podchladenia existuje iba jeden kondenzátor, ktorý slúži ako cyklus hlavnej slučky a podchladiča.

Napríklad hypotermia R-22 13C zvyšuje účinok chladenia približne o 11%. Ak podchladenie prijaté zvonku slučky, zvýšená podchladenie každého stupňa umožní zvýšenie priepustnosti systému (približne 1%). Hypotermia vo vnútri slučky nemôže byť účinná, pretože kompenzuje účinky v iných častiach cyklu. K existujúcim systémom vyvinutým v novom sa môže pridať mechanická hypotermia. Je to ideálne miesto pre akýkoľvek chladiaci proces, v ktorom sa musí znížiť viac príležitostí, ktoré môžu byť potrebné alebo prevádzkové náklady. Ukázalo sa, že je nákladovo efektívny v rôznych aplikáciách a je odporúčaný pre veľké supermarkety, sklady, továrne a ďalšie. Obr. 3.33 zobrazuje typický podchladič pre komerčné chladiace zariadenia.