Gazele și lichidele utilizate în sistemele de refrigerare se numesc agenți frigorifici. Agentul frigorific lichid din vaporizator absoarbe căldura de la obiectele din jur și fierbe. Pentru a reutiliza agentul frigorific este necesar ca vaporii produși în vaporizator să fie comprimați și transformați în lichid (condensat), care se efectuează în unitatea de refrigerare. Există mai mulți agenți frigorifici, dar aici vor fi luate în considerare numai agenții frigorifici cei mai obișnuiți.
Din punct de vedere practic, formulăm definiția agentului frigorific după cum urmează: un agent frigorific este o substanță care absoarbe căldura în timpul procesului de fierbere la temperatură și presiune scăzută și dă această căldură în timpul condensării la o temperatură și presiune mai ridicate.
Apă - o substanță care există la presiune atmosferică și temperatură ambiantă sub formă de lichid. Punctul de fierbere al apei este de 100 ° C la presiunea atmosferică la nivelul mării. Dacă apa este lăsată într-un vas deschis, se evaporă încet. Dacă este încălzit și temperatura este ridicată până la punctul de fierbere, se va evapora foarte repede. În acest caz, apa trece în faza de vapori. Dacă apa se fierbe într-un vas deschis, temperatura sa nu se ridică la peste 100 ° C. Toată căldura furnizată este utilizată pentru procesul de fierbere sau pentru transformarea apei în abur.
Când agentul frigorific lichid se află într-un vas deschis, acesta va începe imediat să fiarbă violent și se va transforma în abur, dar la o temperatură foarte scăzută. Lichidul R12 la presiune atmosferică se fierbe la o temperatură de -29,8 ° C Pentru procesul de fierbere, acesta absoarbe o cantitate suficientă de căldură din vas și din aerul din jur. Nu este nevoie de încălzire, ca în cazul apei.
Agentul refrigerent de evaporare absoarbe o cantitate de căldură egală cu cantitatea de energie necesară pentru a-l converti din lichid în vapori. Fiecare kilogram de agent frigorific absoarbe o astfel de cantitate de căldură, care este egală cu căldura latentă de vaporizare.
Influența presiunii asupra punctului de fierbere
Punctul de fierbere al oricărui lichid poate fi mărit sau scăzut în funcție de presiunea din vasul în care este localizat. Cu cât este mai mare presiunea, cu atât este mai mare punctul de fierbere și, invers, cu cât este mai mică presiunea, punctul de fierbere este mai mic. Astfel, lichidul se poate fierbe la o temperatură scăzută dacă se află într-un vid.
În unitatea frigorifică, unii agenți frigorifici () sunt supuși unei presiuni ridicate.
Energia consumată de unitatea de refrigerare care rulează pe R112 este folosită în principal pentru a comprima agentul frigorific de vapori. R14 și R502 sunt agenți de răcire care nu prezintă presiuni atât de mari. R12, R22, R500 și R502 sunt utilizate în majoritatea unităților de refrigerare comerciale de uz casnic și mic.
Temperatura critică a aburului este temperatura peste care aburul nu poate fi transformat în lichid, indiferent de presiune. Dacă aburul este încălzit la o temperatură mai mare decât temperatura critică, mișcarea moleculelor devine atât de intensă încât presiunea nu poate asigura un contact suficient între ele pentru a forma picături de lichid.
Refrigerenții utilizați în unități de refrigerare sunt transferate de la faza lichidă la vapori și înapoi la faza lichidă în timpul ciclului de refrigerare. Prin urmare, pentru a asigura faza de lichefiere în ciclul de refrigerare, agentul frigorific trebuie utilizat la o temperatură mai mică decât cea critică. Temperaturile critice ale agentului frigorific fluorurat sunt prezentate mai jos.
Când temperatura vaporilor este scăzută, presiunea necesară pentru procesul de lichefiere este redusă. Din aceasta se poate concluziona că pentru fiecare temperatură sub valoarea critică există o presiune corespunzătoare la care agentul frigorific licherează.
Există diagrame care arată relația dintre temperatura și presiunea la care vaporii de agent frigorific sunt lichefiați (175).
De exemplu, dacă lucrăm la R12 la 26 ° C, atunci ce este presiunea de saturație? Aflați 26 ° C pe grafic, urmați această linie verticală până la intersecția cu curba pentru R12. În stânga, citiți presiunea absolută. Veți observa că pentru R12 la această temperatură presiunea absolută este de 0,67 MPa. Aceasta este presiunea necesară pentru a lichefia agentul frigorific la 26 ° C.
Performanța oricărei unități de răcire depinde de temperatura agentului frigorific de pe părțile de înaltă și joasă presiune ale sistemului. Căldura latentă de vaporizare a agentului frigorific, presiunea de condensare și de fierbere depind, de asemenea, de temperatura agentului frigorific. Există anumite standarde pentru compararea diferitelor agenți frigorifici și a unităților de refrigerare. În industria frigorifică, se dezvoltă condiții cunoscute ca condiții standard în diferite puncte ale ciclului de refrigerare: punctul de fierbere -15 ° C; temperatura lichidului înainte de reglarea debitului de 25 ° C; temperatura de aspirație a aburului este -10 ° C. Folosind aceste condiții standard, puteți trage concluziile corecte atunci când comparați oricare doi agenți frigorifici.
Presiunea de condensare depinde de temperatura de vaporizare a vaporilor. În condiții practice, dacă este posibil, este de dorit să se evite presiunile de condensare ridicate. În mod tipic, condensatorul de apă funcționează la o temperatură mai mică și la o presiune de condensare decât condensatorul de aer. În acest sens, există o anumită diferență în presiunea de lucru a acestor două tipuri de condensatoare. Se poate presupune că temperatura de condensare în unitatea răcită cu aer este de aproximativ 14-19 ° C peste temperatura ambiantă. Temperatura și presiunea efectivă, totuși, depind de eficiența condensatorului, de amplasarea acestuia și de curățenia suprafeței, de aerisire. Când se utilizează condensatoare de apă, temperatura de condensare este de obicei mai mică decât temperatura ambiantă. Prin urmare, presiunea de condensare în condensatorul de apă este mai mică decât presiunea de condensare din condensatorul de aer.
Presiunile de saturație nu trebuie considerate presiuni de funcționare în unitatea de refrigerare. Dacă condensatorul are loc în condensator, temperatura de condensare (și presiunea corespunzătoare) a agentului frigorific va fi mai mare decât temperatura medie folosită pentru răcirea condensatorului, deoarece se adaugă căldura de compresie.
Presiunea și punctul de fierbere al agentului frigorific sunt factori importanți. În majoritatea frigiderelor interne, punctul de fierbere este de aproximativ -15 ° C. Aceasta este aceeași temperatură stabilită pentru condițiile standard utilizate pentru compararea diferitelor tipuri de agenți frigorifici și de refrigerare. În general, este necesar un agent frigorific în care punctul de fierbere este aproximativ egal cu presiunea atmosferică. Agentul frigorific care se fierbe sub vid este impracticabil din cauza posibilității de intrare a aerului în sistem. Aerul nu condensează și creează o presiune foarte mare de condensare, ceea ce reduce eficiența unității de refrigerare. Atunci când se utilizează un agent frigorific cu o presiune de fierbere mai mare decât atmosferic, aerul nu intră în sistem prin scurgeri.
Trebuie notat că în majoritatea cazurilor presiunea în vaporizator și în partea de aspirație a sistemului este aceeași. În plus, temperatura agentului frigorific fierbinte va corespunde presiunii din evaporator sau din partea de aspirație a sistemului (Tabelul 9).
Căldură latentă de vaporizare
Cantitatea de căldură necesară pentru a converti 1 kg de lichid în abur la o temperatură constantă se numește căldura latentă de vaporizare. Pentru a converti 1 kg de apă în abur la 100 ° C
și presiunea atmosferică, trebuie să absoarbă 2260 kJ de căldură. Această cantitate de căldură este o căldură latentă de vaporizare de 1 kg de apă la presiune atmosferică.
Orice agent frigorific care fierbe în vaporizator trebuie să absoarbă căldura din spațiul răcit într-o cantitate egală cu căldura latentă de vaporizare. Căldura latentă de vaporizare a unor agenți frigorifici la -15 ° C este dată mai jos. Când agentul frigorific are o căldură latentă ridicată, acesta absoarbe mai multă căldură decât lichidul de răcire cu o căldură latentă inferioară de vaporizare. Astfel, atunci când se utilizează agent frigorific cu căldură latentă ridicată de vaporizare, se poate folosi un compresor mai mic, un condensator și un evaporator.
Folosit ca un agent de refrigerare in-va ar trebui să aibă toxicitate scăzută, vzryuoopasnostyo, inerție în ceea ce privește metalele, au fizice favorabile. proprietăți.
Rece se obține prin fierberea agentului frigorific. Componentele soluției din unitatea frigorifică a frigiderului de absorbție sunt: agent frigorific - amoniac.
- un complex de mașini de refrigerare, în care folosesc dezacorduri. Agenți frigorifici pentru fabricarea frigului artificial pentru instalațiile de condiționare a aerului.
Compresorul circulă agentul frigorific în sistemul unității.
Agent de răcire - hladon-12. Temperatura creată în evaporator este de la -10 până la -30 ° C.
Primul, care are un punct de fierbere scăzut, este un agent frigorific; Al doilea, care are capacitatea de a absorbi prima pereche, este un absorbant.
Gazul lichefiat - numit și agent de refrigerare - circulă într-un sistem închis etanș, format din patru unități principale: un evaporator, un compresor.