Működési elvei a hűtőberendezés
A hűtést végre légkondicionálók miatt az abszorpciós hő a reflux folyadék. Amikor arról beszélünk, a forrásban lévő folyadékot, akkor természetesen úgy gondolja, hogy meleg van. Ez azonban nem teljesen igaz.
Először is, a folyadék forráspont hőmérséklete függ a környezeti nyomás. Minél nagyobb a nyomás, annál magasabb a forráspont, és fordítva az alacsonyabb a nyomás, annál alacsonyabb a forráspontja. Normál légköri nyomáson 760 Hgmm (1 atm), víz forrni kezd, + 100 ° C, de ha a nyomás alacsony, mint például a hegyek 7000-8000 m, a víz elkezd forrni már hőmérsékleten 40-60 ° C-on
Másodszor, azonos feltételek mellett, a különböző folyadékok különböző forráspontja.
Például, Freon R-22, széles körben használják a hűtő-, légköri nyomáson a forráspontja hőmérséklet mínusz 4 °, 8 ° C-on
Ha a folyadék Freon van egy nyitott tartályban, azaz a légköri nyomás és a környezeti hőmérséklet, akkor azonnal pezsgést, miközben elnyeli a nagy mennyiségű hőt a környezetből, vagy olyan anyagot, amely érintkezésbe. A hűtőberendezés freon kelések nem egy nyitott tartályban, és egy speciális hőcserélő úgynevezett pároljuk. Ebben az esetben a forráspontja a csövekben az elpárologtató Freon elnyeli a hőt a légáramlás, mosás a külső általában bordáscsőből felületre.
Tekintsük a folyamat a kondenzáló folyadéknak gőzök a példa R-22 hűtőközeg. Freon gőz kondenzációs hőmérséklete, valamint a forráspontja függ a környezeti nyomás. Minél nagyobb a nyomás, annál magasabb a kondenzációs hőmérséklet. Például, a gőz lecsapódását hűtőközeg R-22 nyomáson 23 atm kezdődik hőmérsékleten 55 ° C-on A kondenzációs Freon gőzök, valamint bármely más folyékony, nagy mennyiségű hőt a környezetbe, vagy a hűtőberendezés, ez a hőátadó áramló levegő vagy folyadék egy speciális hőcserélő, az úgynevezett kondenzátor.
Természetesen, hogy feldolgozza a forró hűtőközeg a párologtató és a hűtőlevegő, valamint a folyamat a kondenzációs és hőleadás a kondenzátorban folyamatos volt, szükséges, hogy folyamatosan „öntsük” az elpárologtató folyékony freon és a kondenzátor folyamatosan betápláljuk egy pár freont. Egy ilyen folyamatos eljárás (ciklus) hajtjuk végre a hűtőberendezés.
A legkiterjedtebb osztályú hűtőgépek alapuló tömörítési hűtőkörfolyamat, a fő szerkezeti elemeit, amelyek a kompresszor, egy elpárologtató, a kondenzátor és egy áramlásszabályozót (kapilláris csőben) csatlakoztatott vezetékek és alkotó egy zárt rendszer, amelyben a hűtőközeg cirkulációs (Freon) hordoz kompresszor. Azon kívül, hogy forgalomba kompresszor támogatja a hűtőt (Discharge) nagynyomású nagyságrendű 20-23 atm.
Most, hogy az alapfogalmak működésével kapcsolatos, a hűtőgép, menjünk át egy részletesebb vizsgálatát az áramkör kompressziós hűtési ciklus kiviteli funkcionális célt és az egyes egységek és elemek.
Reakcióvázlat kompressziós hűtőkörfolyamat
Klíma - ez ugyanaz a hűtőberendezés. kialakítva, hogy a hő és nedvesség kezelés légáramlás. Ezen túlmenően, a légkondicionáló szignifikánsan nagyobb kapacitással és bonyolultabb szerkezetű és számos további lehetőség. Levegő A kezelés során így ez bizonyos körülmények között, mint például a hőmérséklet és a páratartalom, valamint a mozgás irányát és a mobilitást (sebesség). Nézzük a működési elv és a fizikai folyamatok játszódnak le az hűtőgép (klíma). Hűtés A légkondicionáló biztosított folyamatos forgalomban, forralás és kondenzálunk egy hűtőközeget zárt rendszerben. hűtőközeg forráspontú történik alacsony nyomáson és alacsony hőmérsékleten, és kondenzációs - nagy nyomás alatt és magas hőmérsékleten. Sematikus ábrája a sűrítési hűtőkörfolyamat ábrán látható. 1.
Ábra. 1. Az áramkör kompressziós hűtőkörfolyamat
Kezdjük figyelembe véve a munka ciklus a párologtató kimeneti (szakasz 1-1). Itt, a hűtőközeg gőz állapotban alacsony nyomáson és hőmérsékleten.
A gőz alakú hűtőközeget beszívott kompresszor, amely növeli a nyomást akár 15-25 bar, és a hőmérséklet + 70-90 ° C-on (Lot 2-2).
Továbbá, a kondenzátorban forró hűtőközeg gőzt lehűtjük és kondenzáljuk, azaz bejut egy folyékony fázis. A kondenzátor lehet levegő vagy vízhűtéses típusától függően a hűtőrendszer.
A kilépő a kondenzátor (3 pont), a hűtőközeg folyékony állapotban nagy nyomáson. Méretei a kondenzátor úgy van megválasztva, hogy a gáz teljes mértékben a kondenzátorban kondenzálódott. Ezért, a közeg hőmérsékletét a kilépő a kondenzátor kissé alacsonyabb a kondenzációs hőmérséklet. Túlhűtés léghűtéses kondenzátorok általában körülbelül plusz 4-7 ° C-on
Így a kondenzációs hőmérséklet körülbelül 10-20 ° C-kal a környezeti levegő hőmérséklete.
Ezután a hűtőközeg a folyadékfázisban magas hőmérsékleten és nyomáson lép be az áramlás vezérlő, ahol a nyomás a keveréket élesen csökken, míg része a folyadék elpárolog, átadva a gőzfázisban. Így, az elpárologtató esik keverék folyékony és gáznemű közegeket (4. pont).
A folyadék forrni kezd, a párologtató, elvételét hőt a környezeti levegő, és újra bemegy a gőz állapotban.
A méretei a párologtató van megválasztva, hogy a folyadék teljesen bepároljuk belül a párologtató. Ezért, a gőz hőmérsékletét a kilépő a párologtató forráspontja feletti, van úgynevezett túlhevítését a hűtőközeg a párologtató. Ebben az esetben, még a legkisebb cseppek elpárolognak a hűtőközeg és a kompresszor nem folyadék belép. Meg kell jegyezni, hogy abban az esetben a folyékony hűtőközeg a kompresszor, úgynevezett „víz kalapács” károsíthatja a törést és a szelepek és egyéb kompresszor alkatrészeit.
A túlhevített gőz kilép a párologtató (1. pont), és a ciklus folytatódik.
Így, a hűtőfolyadék folyamatosan kering egy zárt hurokban, a változó fizikai állapotukat folyadékpárolgási és fordítva.
Minden ciklus kompressziós hűtőberendezések közé tartozik két megkülönböztethető nyomás szintje. A határ közöttük halad át a leeresztő szelep a kompresszor kimeneti az egyik oldalon, és egy kimenete a áramlásszabályozó (a kapilláris cső) a másik oldalról.
A leeresztő szelep a kompresszor és kimenete a flow control tarkítják a magas és az alacsony nyomás a hűtőgép.
A nagynyomású oldalon minden elem működik a kondenzációs nyomás.
Az alacsony nyomású oldalon mind olyan elemek nyomáson működtettük párolgás.
Annak ellenére, hogy sok fajta tömörítés hűtőgépek, a koncepció diagramja bennük gyakorlatilag ugyanaz.
Az elméleti és a valós hűtési ciklus
A hűtési ciklus lehet grafikusan, például diagram függően abszolút nyomás és hő tartalommal (entalpia). A diagram (ábra. 2) képviseli egy jelleggörbe mutatja a hűtőközeg telítési folyamat.
A bal oldali része a görbe annak az állapotnak felel telített folyadék, a jobb oldalon - a telített gőz. A két görbe vannak csatlakozott középpontjában az úgynevezett „kritikus pont”, ahol a hűtőközeg lehet mind folyékony, mind a gőz állapotban. Zone a bal és a jobb oldali görbe felel meg a túlhűtött folyadék és túlhevített gőz. Belül a görbeillesztési vonal megfelelő zóna a folyadék és a gőz.
Tekintsük a rendszer elméleti (ideális) hűtési ciklust annak érdekében, hogy jobban megértsék a működési tényezők (3.).
Tekintsük a legjellemzőbb folyamatok zajlanak a kompressziós hűtési ciklust.
Egy pár kompressziós a kompresszor
kondenzáció
A folyamat a kondenzátor fordul elő három lépésben: eltávolítása túlmelegedés (D-E), a megfelelő kondenzációs (E-A) és a folyadék túlhűtést (A-A`).
Nézzük röviden úgy minden lépést.
Ez az első fázisban előforduló a kondenzátor, és a hőmérséklet a hűtés során a gőz csökken telítési hőmérséklet vagy páralecsapódás. Ebben a szakaszban csak a választási túlzott hő és nincs változás a halmazállapotát a hűtőközeg.
Ezen az oldalon visszavonták körülbelül 10-20% -át hőelvonás a hűtőt.
kondenzációs hőmérséklet a hűtés gőz és a kapott folyadékot állandó marad ebben a fázisban. Van változás a halmazállapot a hűtőközeg az átmenet a telített gőz egy állam telített folyadék. Ezen a helyen eltávolítjuk 60-80% hőelvezetést.
Túlhűtés a folyékony (A-A`).
Ebben a fázisban, a hűtőközeg folyékony állapotban vetjük alá további hűtés, miáltal annak hőmérséklete csökken. Kaptunk túlhűtött folyadék (viszonyítva a telített folyékony állapotban) megváltoztatása nélkül aggregációs állapotától.
Hűtőközeg utóhűtés nyújt jelentős energiát előnyöket normál működés során, csökkenti a hűtőközeg hőmérséklete egy fokkal növekedésnek felel meg a teljesítmény hűtőberendezés körülbelül 1% ugyanazon a teljesítményszinten.
A felszabaduló hőmennyiség a hűtőt.
Plot D-A` felel meg változást a hűtőközeg entalpia a kondenzátorban, és jellemzi az összeg a hőt a kondenzátorban.
Fagyasztás folyadék, amelynek a paraméterei a ponton A` belép a szabályzóelem (kapilláris csőben vagy termosztatikus expanziós szelep), ahol van egy éles csökkenése nyomást. Ha a nyomás a szabályzóelem válik kellően alacsony, a hűtőközeg forráspontja is előfordulhat után azonnal a szabályozó paraméterek elérése az a pont B.
Elpárolgását a folyadék a párologtató (B-C).
A keveréket a folyadék és gőz (B pont) tápláljuk be a bepárlóba, ahol elnyeli a hőt a környezet (levegő áramlás) és bevételek teljesen a gőz állapotban (C pont). A folyamat zajlik állandó hőmérsékleten, de nő az entalpia.
Amint a fentiekben említettük, néhány hűtőközeg gőz túlhevített az elpárologtató kilépő. A fő feladata a túlhevülés fázisú (C-s`) - annak biztosítása, teljes elpárolgása visszamaradó folyadék cseppek a kompresszor tápláljuk csak halmazállapotú hűtőközeg. Ez megköveteli területének növelésévei hőcserélő felület a bepárlóban 2-3% per 0,5 ° C túlhevítés. Mivel általában megfelelnek túlmelegedés 5-8 ° C-on, majd növeli a felület az elpárologtató lehet körülbelül 20%, amely minden bizonnyal indokolt, mivel a hűtés hatékonysága nő.
Az elnyelt hőmennyiség az elpárologtató.
HB-NS` rész megfelel a változás a hűtőközeg entalpia az elpárologtató és jellemzi az összeg által elnyelt hő a párologtató.
A tényleges hűtési ciklus.
Valójában, ennek eredményeként a nyomásveszteségek hogy előfordulnak a szívó- és nyomóvezetékek és szelepek a kompresszor, a hűtő körfolyamat látható némileg eltérő módon a diagramon (ábra. 4).
Mivel a nyomásveszteség a bemenetnél (C`-L rész) kompresszort kell előállítani szívó alatti nyomáson a párolgási nyomás.
Másrészt, mert a nyomásveszteség a kimeneten (szakasz M-d`), a kompresszor kell tömöríteni a hűtőközeg gőzét a nyomás nagyobb, mint a nyomás a kondenzációs.
Annak szükségességét, hogy kompenzálja a veszteségeket növeli a kompressziós munka és csökkenti a hatékonyságot a ciklust.
Amellett, hogy a nyomásveszteség a csövek és szelepek ciklus eltérése a tényleges elméleti veszteséget az is befolyásolja a kompressziós folyamatot.
Először is, a kompressziós folyamatot a kompresszor eltér az adiabatikus, így az igazi kompressziós munka magasabb, mint az elméleti, ami szintén vezet az energiaveszteséget.
Másodszor, a kompresszor egy tisztán mechanikus veszteségek, ami növeli a szükséges energia a kompresszor motor és nőtt a kompressziós munkát.
Harmadszor, annak a ténynek köszönhető, hogy a nyomás a kompresszor henger végén a szívó ciklus mindig alacsonyabb, mint a gőz nyomása, mielőtt a kompresszor (párolgási nyomás) is csökken a kompresszor kapacitását. Továbbá, a kompresszor mindig térfogata nem vesz részt a tömörítési eljárás, például, a térfogata a henger fej alatti.
Hatékonyságának értékelése a hűtési ciklus
Hűtés hatásfoka általában becsült ciklus hatékonysági együtthatót vagy termikus együttható (termodinamikai) hatékonyságát.
A hatásfoka lehet kiszámítani a változásának aránya entalpiája hűtőközeg a párologtató (NS-IR) egy változás entalpiája hűtőközeg kompresszió közben (HC-HD).
Tény, hogy ez az arány a hűtőkapacitás és a villamos energia által fogyasztott a kompresszort.
És ez nem olyan intézkedés teljesítésének a hűtőt, és egy összehasonlító paraméter hatékonyságának felmérése energia átviteli folyamat. Például, ha a hűtőberendezés egy együtthatóval termikus hatásfoka 2,5, ez azt jelenti, hogy minden egyes egysége által felhasznált villamos energia vagy a hűtőt, készült hideg 2,5 egység.