Concepte de bază legate de funcționarea răcitorului de lichid
Răcirea se realizează în aparatele de aer condiționat datorită absorbției de căldură la reflux lichid. Când vorbim despre lichidul de fierbere, desigur că ne gîndim că este cald. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat.
În primul rând, temperatura de fierbere lichid depinde de presiunea mediului ambiant. Cu cât presiunea, este mai mare temperatura de fierbere, și invers inferior presiunii, inferior punctul de fierbere. La presiunea atmosferică normală de 760 mm Hg (1 atm), apa fierbe la + 100 ° C, dar în cazul în care presiunea este scăzută, cum ar fi în munți, la 7000-8000 m, apa începe să fiarbă deja la o temperatură de 40-60 ° C,
În al doilea rând, în aceleași condiții, lichide diferite au diferite puncte de fierbere.
De exemplu, Freon R-22, sunt utilizate pe scară largă în refrigerare, la presiunea atmosferică are o temperatură de fierbere de minus 4 °, 8 ° C
Dacă freon lichid este într-un recipient deschis, adică la presiunea atmosferică și temperatura ambiantă, se va efervescență imediat, în timp ce absoarbe o mare cantitate de căldură din mediul înconjurător sau orice material care este în contact. Freonul chiller nu fierbe într-un recipient deschis și într-un schimbător de căldură special numit un evaporator. În acest caz, fierberea în tuburile freon evaporator absoarbe căldura din fluxul de aer, spălarea exterioară suprafața tubului, de obicei, cu aripioare.
Luați în considerare procesul de condensare a vaporilor de lichid pe exemplul R-22 refrigerant. Freon temperaturii de condensare a vaporilor, precum și punctul de fierbere depinde de presiunea mediului ambiant. Cu cât presiunea, cea mai mare temperatura de condensare. De exemplu, condensarea vaporilor de agent frigorific R-22 la o presiune de 23 atm începe la o temperatură de 55 ° C Vaporii de condensare freon, precum și orice alt lichid, o cantitate mare de căldură pentru mediu sau, în răcitor, această căldură flux de transfer de aer sau lichid într-un schimbător de căldură special, numit condensator.
Firește, pentru a procesa agentul frigorific care fierbe în evaporator și aerul de răcire precum și procesul de condensare și de disipare a căldurii în condensator au fost continue, este necesară în mod constant „toarnă“ în vaporizator freon lichid și în condensatorul de alimentare în mod continuu o pereche de freon. Un astfel de proces continuu (ciclu) se efectuează în răcitorul de lichid.
Cele mai extinse mașini de clasă frigorifice bazate pe ciclul de refrigerare prin compresie, elementele structurale majore din care sunt un compresor, un evaporator, un condensator și un regulator de debit (tub capilar) conducte conectate și constituind un sistem închis, în care circulația agentului frigorific (freon) transportă compresor. Pe lângă asigurarea compresor circulație sprijină condensator (refulare) presiune ridicată de ordinul 20-23 atm.
Acum, că conceptele de bază legate de funcționarea aparatului frigorific, trece la o analiză mai detaliată a circuitului de compresie a ciclului de răcire Variantei scop funcțional și unitățile individuale și elemente.
Schema ciclului de compresie de refrigerare
Fig. 1. Ciclul de compresie de refrigerare de circuit
Aer condiționat - este același răcitorul de lichid este proiectat pentru tratament termic și umiditate a fluxului de aer. În plus, aer condiționat, are o capacitate semnificativ mai mare și o structură mai complexă și numeroase opțiuni suplimentare. Tratarea aerului comprimat implică conferindu-anumitor condiții, cum ar fi temperatura și umiditatea, precum și direcția de mișcare și a mobilității (viteza). Să luăm în considerare principiul de funcționare și a proceselor fizice care au loc în mașină frigorifică (aer condiționat). Răcirea în instalația de aer condiționat prevăzut cu circulație continuă, fierbere și condensare un agent frigorific într-un sistem închis. refrigerant fierbere are loc la presiune joasă și temperatură scăzută și condensare - sub presiune ridicată și temperatură ridicată. Diagrama schematică a ciclului de compresie de refrigerare prezentat în Fig. 1.
Vom începe cu luarea în considerare a ciclului de lucru ieșirea din vaporizator (secțiunea 1-1). Aici, agentul frigorific este în stare de vapori la presiune joasă și temperatură.
Agentul frigorific vaporos este aspirat în compresor care mărește presiunea până la 15-25 bari și o temperatură de până la + 70-90 ° C (lot 2-2).
Mai departe, în condensator de vapori de agent frigorific fierbinte este răcit și condensat, adică se trece într-o fază lichidă. Condensatorul poate fi fie cu aer sau apă răcită în funcție de tipul de sistem de refrigerare.
La ieșirea din condensator (punctul 3), agentul frigorific este în stare lichidă la presiune ridicată. Dimensiunile condensatorului sunt selectate astfel încât gazul este complet condensat în condensator. Prin urmare, temperatura fluidului la ieșirea condensatorului este ușor sub temperatura de condensare. Subrăcire în condensatoare răcite cu aer, de obicei, aproximativ 4-7 ° C, plus
Astfel, temperatura de condensare de aproximativ 10-20 ° C peste temperatura aerului ambiant.
Apoi, agentul frigorific în fază lichidă la temperatură și presiune ridicată intră regulatorul de flux, în care presiunea amestecului este redus drastic, în timp ce o parte din lichidul se poate evapora, trecând în fază de vapori. Astfel, evaporatorul cade amestec de vapori și lichid (punctul 4).
Lichidul fierbe în vaporizator, ținând departe căldura din aerul ambiental, și din nou intra in stare de vapori.
Dimensiunile vaporizatorului sunt selectate astfel încât lichidul este evaporat complet în evaporator. Prin urmare, temperatura aburului la ieșirea din vaporizator este peste punctul de fierbere, este așa-numita supraîncălzit a agentului frigorific în vaporizator. În acest caz, chiar și cele mai mici picăturile vaporiza agentul frigorific și compresorul nu este fluid intră. Trebuie remarcat faptul că, în cazul agentului frigorific lichid în compresor, așa-numita „lovitura de berbec“ poate duce la deteriorarea și ruperea valvelor și a altor componente de compresor.
Vaporii supraîncălzită iese din vaporizator (punctul 1), iar ciclul se reia.
Astfel, lichidul de răcire este circulat în mod continuu într-o buclă închisă, schimbă starea fizică de la lichid la vapori și invers.
Toate ciclurile de compresie răcitoarelor includ două niveluri de presiune distincte. Limita dintre ele trece prin supapa de evacuare la ieșirea compresor pe o parte și un orificiu de ieșire din regulatorul de debit (din tubul capilar) de cealaltă parte.
Supapa de evacuare a compresorului și o ieșire a controlului debitului este punctată între presiunile înaltă și joasă în aparatul frigorific.
Pe partea de înaltă presiune sunt toate elementele care funcționează la presiunea de condensare.
Pe partea de joasă presiune sunt toate elementele care funcționează la o presiune de evaporare.
În ciuda faptului că există mai multe tipuri de mașini de refrigerare de compresie, diagrama ciclului de concept în ele este practic același.
Ciclul de răcire teoretică și reală.
RIC. 2. Presiunea debitului și entalpie
Ciclul de răcire poate fi reprezentat grafic ca o diagramă în funcție de presiune absolută și conținutul de căldură (entalpie). Diagrama (Fig. 2) este reprezentat de o curbă caracteristică care arată procesul de saturație a agentului frigorific.
Porțiunea din stânga a curbei corespunde stării de lichid saturate, partea dreapta - a vaporilor saturați. Cele două curbe sunt unite în centrul așa-numitul „punct critic“, în cazul în care agentul frigorific poate fi atât în lichid și în stare de vapori. Zona din stânga și din dreapta curbei corespunde lichidului suprarăcit și aburul supraîncălzit. In interiorul curbei zona liniei fit corespunzătoare amestecului de lichid și vapori.
Să considerăm schema teoretică (ideală) ciclul de răcire, în scopul de a înțelege mai bine factorii de funcționare (Fig. 3).
Luați în considerare procesele cele mai tipice care au loc într-un ciclu de compresie de refrigerare.
O pereche de compresie în compresor.
Procesul condensatorului are loc în trei etape: îndepărtarea de supraîncălzire (D-E), condensarea corespunzătoare (E-A) și Subracire (A-A`).
Să luăm în considerare pe scurt fiecare pas.
Aceasta este prima fază are loc în condensator și temperatura în timpul aburului de răcire este redusă la temperatura de saturație sau condens. În această etapă, doar înțărcare căldură excesivă și nu există nici o schimbare în starea de agregare a agentului frigorific.
Pe acest site a fost retrasă aproximativ 10-20% din eliminarea căldurii totală în condensator.
Temperatura de condensare a aburului de răcire și lichidul rezultat rămâne constantă pe parcursul acestei faze. Există o schimbare a stării agregat a agentului frigorific cu trecerea aburului saturat într-o stare de lichid saturat. La acest site îndepărtat 60-80% din eliminarea căldurii.
Subrăcire lichid (A-A`).
În această fază, agentul frigorific este în stare lichidă, este supus răcirii în continuare, prin care temperatura scade. S-a obținut lichid racim (în raport cu starea lichidă saturată), fără a schimba starea de agregare.
Agentul frigorific Subrăcire oferă avantaje considerabile de energie în timpul funcționării normale, scădere a temperaturii agentului frigorific cu un grad corespunde unei creșteri a chiller putere de aproximativ 1%, la aceeași putere.
Cantitatea de căldură degajată în condensator.
Plot D-A` corespunde unei modificări de entalpie agent frigorific în condensator, și caracterizează cantitatea de căldură generată în condensator.
Congelarea având parametrii fluidului la punctul A` intră regulatorul de debit (tub capilar sau valva de expansiune termostatică) în cazul în care există o scădere bruscă a presiunii. În cazul în care presiunea controlerului de debit devine suficient de scăzută, fierberea agentului frigorific poate avea loc imediat după parametrii regulatorului ajunge la punctul B.
Vaporizarea lichidului din vaporizator (B-C).
Amestecul de (punctul B) de lichid și vapori este alimentat în vaporizator unde absoarbe căldura din mediu (debitul de aer) și se desfășoară complet în stare de vapori (punctul C). Procesul are loc la o temperatură constantă, dar cu creșterea entalpie.
După cum sa menționat mai sus, niște vapori de agent frigorific supraîncălzit la ieșirea din vaporizator. Sarcina principală a fazei de supraîncălzire (C-s`) - asigurarea evaporarea completă a picăturilor de lichid rămasă în compresor este alimentat numai cu agent frigorific vapori. Acest lucru necesită creșterea aria suprafeței de schimb de căldură a vaporizatorului la 2-3% per 0,5 ° C supraîncălzit. Deoarece de obicei 5-8 supraîncălzire corespund în ° C, crescând apoi suprafața evaporatorului poate fi de aproximativ 20%, ceea ce este cu siguranță justificată, deoarece răcire crește eficiență.
Cantitatea de căldură absorbită de vaporizator.
porțiune HB-NS` corespunde unei modificări de entalpie agent frigorific în evaporator și caracterizează cantitatea de căldură absorbită de vaporizator.
Ciclul de refrigerare actuale.
De fapt, ca urmare a pierderilor de presiune care apar în liniile de aspirație și de refulare și supapele compresorului, ciclul de refrigerare este prezentat într-un mod oarecum diferit în diagrama (fig. 4).
Din cauza pierderilor de presiune la orificiul de intrare (porțiunea C`-L) a compresorului trebuie să producă aspirație la o presiune sub presiunea de evaporare.
Pe de altă parte, deoarece pierderea de presiune la orificiul de evacuare (secțiunea M-d`), compresorul trebuie să comprime vaporii de agent frigorific la o presiune mai mare decât presiunea de condensare.
Nevoia de a compensa pierderile crește activitatea de compresie și reduce eficiența ciclului.
In plus fata de pierderea de presiune în conductă și supapele pentru deviere ciclului de real de la pierderea teoretică este influențată și de procesul de compresie.
În primul rând, procesul de compresie în compresor este diferit de adiabatic, deci munca reală de compresie este mai mare decât cel teoretic, ceea ce conduce, de asemenea, la pierderi de energie.
În al doilea rând, compresorul are o pierderi pur mecanice, rezultând o creștere a puterii necesare a motorului compresorului și o creștere în activitatea de compresie.
În al treilea rând, datorită faptului că presiunea din cilindru compresor la capătul ciclului de aspirație este întotdeauna mai mică decât presiunea de vapori înainte de compresor (presiunea de evaporare), este de asemenea redus capacitatea compresorului. Mai mult decât atât, compresorul este întotdeauna un volum care nu sunt implicate în procesul de comprimare, de exemplu, volumul cilindrului sub cap.
Evaluarea eficienței ciclului de răcire
eficiența de răcire este de obicei estimat coeficientul de eficiență ciclu sau coeficientul termic de eficiență (termodinamic).
Coeficientul de eficiență poate fi calculată ca raportul dintre schimbarea entalpie a agentului frigorific din vaporizator (NS-IR) la o modificare de entalpie a agentului frigorific în timpul comprimării (HC-HD).
De fapt, acesta este raportul dintre capacitatea de răcire și energia electrică consumată de compresor.
Și nu este o măsură a performanței a răcitorului de lichid, și este un parametru comparativ în evaluarea eficienței procesului de transfer de energie. De exemplu, dacă răcitorul de lichid are un coeficient de randament termic de 2,5, acest lucru înseamnă că, pentru fiecare unitate de energie electrică consumată de către răcitorul de lichid, se face din rece 2,5 unități.
așa cum am scris acum 15 ani
Dispozitiv de drenaj conditionat - dureri de cap etern de designeri si instalatori. Acest lucru intră în conflict cu clientul, care, desigur, nu se potrivește care se extinde oblic pe perete, ca noroc, locul cel mai vizibil, cutia cu țeava de scurgere. Acest apel de la vecinii de jos se scurgă de pe furtunul de evacuare conectat pe strada, apa. Această nevoie de reparații frecvente ale fațadei clădirii, rasfatata de apa care curge în jos de scurgere. E frig în timpul iernii de drenaj și mai mult. Fie că aceste probleme sunt rezolvabile? Aprobat da!
Partenerii noștri:
Echipament de climatizare