Cyklus chlazení kompresí páry: Co, Diagram, Účinnost, Práce, Kroky

V tomto článku téma „Chladicí cyklus s kompresí páry“ a fakta související s cyklem chlazení s kompresí páry budou stručně shrnuta tak, že z toho můžeme bez námahy získat jasný koncept.

V parním kompresním chladicím cyklu a Chill který zůstává v tekutině, se používá v systému, který zůstává uzavřený a navrhuje se jít do čtyř metod, jako je komprese, pak chlazení s kondenzací, poté expanze a nakonec ohřev s odpařováním.

Co je parní kompresní chladicí cyklus?

V systému klimatizace se běžně používá parní kompresní chladicí cyklus. Tekutina, která funguje jako médium v ​​parním kompresním chladicím cyklu, je ve stavu páry.

Chladicí cyklus s kompresí páry lze vysvětlit tímto způsobem snížením vnitřní teploty uzavřeného systému, než je normální teplota a pomáhá odvádět přebytečné množství tepla z oblasti uzavřeného systému a po provedení tohoto procesu nakonec přebytečné množství tepla přenést v prostředí.

Kompresní chladicí cyklus páry se používá k mnoha účelům, jako jsou domácí účely, komerční účely, průmyslové služby a automobilový průmysl.

V parním kompresním cyklu se běžně používají chladiva NH_3, R – 12 a R- 11. V parním kompresním cyklu chladicího systému, které komponenty se používají, jsou uvedeny níže.

• Kompresor chladiva
• Kapalinový kompresor
• Kapalinový přijímač
• Ventil výparníku

Expanzní ventil Tyto ventily výparníku a expanzní ventil se nazývají regulační ventil chladiva.

Schéma chladicího cyklu s kompresí par:

Parní kompresní cyklus obsahuje kapalné chladivo, které působí jako médium parního kompresního chladícího cyklu. Chladivo během procesu dvakrát změní stav fáze.

Jednoduchý typ diagramu parního kompresního chladícího cyklu, pokud pozorujeme, můžeme najít hlavní čtyři složky.

Jsou to komponenty,

• Kompresor
• Kondenzátor
• Přijímač
• Expanzní ventil
• Výparník

Kompresor:-

Chladivo, když je v parách, uvádí, že má nižší teplotu a nižší tlak než běžné a vstupuje do kompresoru parního kompresního chladicího cyklu z výparníku systému. Po vstupu do výparníku měla pára vyšší teplotu a také vyšší tlak. Pára chladiva systému, která nese vyšší teplotu a vyšší tlak, vstupuje do kondenzátoru pomocí výtlačného ventilu.

Kondenzátor:-

Když do kondenzátoru vstoupí páry chladiva systému, který přenáší vyšší teplotu a vyšší tlak, pára chladiva zkondenzovala a ochladila se, protože spirály jsou přítomny v potrubí uvnitř klimatizačního systému.

Při průchodu chladiva kondenzátorem se do okolí kondenzačního média uvolňuje latentní teplo, které je považováno za vodu nebo vzduch.

Přečtěte si více o Hydrocyklonový separátor

Přijímač:-

Kapalné chladivo, které je v kondenzovaném stavu fáze, je uloženo v nádobě z kondenzátoru. Nádoba, ve které je uloženo kapalné chladivo, se nazývá zásobník. Po průchodu kondenzátorem kapalné chladivo přichází do výparníku ventilem výparníku.

Expanzní ventil: -

Jiný název pro expanzní ventil je škrticí ventil. Funkcí expanzního ventilu je umožnit průchod kapalného chladiva s vysokou teplotou a vysokým tlakem, kde by kapalné chladivo mohlo snížit svůj tlak a teplotu.

Výparník: -

Ve výparníku jakéhokoli chladicího systému obsahují potrubí nebo spirály, kde má kapalné chladivo nízkou teplotu a nízký tlak. Ve výparníku se kapalné chladivo odpařuje a převádí do parního chladiva, kde teplota i tlak zůstávají nízké.

Na začátku procesu kapalné chladivo změní své skupenství kapalné na páru a poté kapalné chladivo změní skupenství z páry na kapalné.

Schéma parního kompresního chladicího cyklu TS a PV:

U jakéhokoli chladicího systému lze cyklus komprese páry zjistit pomocí diagramu tlak – objem a diagramu teploty – specifické entropie.

• Pressure – Objemový diagram
• Teplota – Specifický entropický diagram

Diagram tlak – objem

Teplota – Specifický entropický diagram

Pokud sledujeme diagram tlak – objem a diagram teplota – specifická entropie, pak můžeme zjistit, že páry chladiva vstupují do kompresoru v situaci suchého nasycení. Poté nasycené a suché páry chladiva vstupují do kompresoru chladicího systému v bodě 1, kde se parní chlazení stlačuje v isentropickém procesu. Nyní se pára chladiva pohybuje z 1 bodu na 2 v tomto konkrétním čase, kdy se tlak zvyšuje z tlaku výparníku na tlak kondenzátoru.

Nyní v bodě 2 vstupuje do kondenzátoru nasycená pára chladiva. V kondenzátoru se teplo uvolňuje při stálém tlaku. Pro emisi tepla normálně teplota systému klesá a zároveň dochází ke změně fáze. Latentní teplo je odváděno a dosahuje kapalného chladiva při saturační teplotě v bodě 3.

Poté kapalné chladivo prochází expanzním ventilem. V této situaci kapalné chladivo snižuje svůj tlak a škrticí klapka vytváří konstantu entalpie.

Jak funguje parní kompresní chladicí systém?

Cyklus komprese páry je metoda, která se nejběžněji používá v různých oblastech, protože její náklady na vsázku jsou velmi nízké a konstrukce cyklu komprese páry je poměrně snadné zavést.

Cyklus stlačování par v chladicím systému funguje na základě reverzního Rankinova cyklu. Proces komprese páry probíhá ve čtyřech krocích. Jsou uvedeny níže,

• Komprese
• Kondenzace
• škrtící
• Vypařování

V této níže uvedené části jsou popsány čtyři kroky,

Komprese (reverzibilní adiabatická komprese):

 Chladivo parního kompresního cyklu při nízké teplotě a tlaku se táhlo od výparníku k kompresor, kde je chladivo stlačováno isentropicky. Tlak stoupá od p₁ horní₂ a teplota stoupá od T₁ do T ₂. Celková práce vykonaná na kg chladiva během izoentropické komprese může být vyjádřena jako,

w = h₂ - h₁

Kde,

h₁ = Velikost entalpie cyklu stlačování par při teplotě T₁, v kroku sání kompresoru

h₂  = Velikost entalpie cyklu stlačování par v teplotě T₂, v kroku vypouštění kompresoru.

Kondenzace (konstantní tlakové odvádění tepla):

Chladivo parního kompresního cyklu prochází skrz kompresor ke kondenzátoru při vysoké teplotě a tlaku. Při konstantním tlaku a teplotě chladivo zcela zkondenzuje. Chladivo mění své skupenství z páry na kapalinu.

Škrcení (vratná adiabatická expanze):

Při vysoké teplotě a vysokém tlaku se chladivo cyklu komprese páry expanduje procesem škrcení. V této době zůstává expanzní ventil při nízké teplotě a tlaku. Malé množství kapalného chladiva se odpaří pomocí expanzního ventilu a velké množství kapalného chladiva se odpaří pomocí výparníku.

Odpařování (konstantní tlakové přidávání tepla):

Chladicí směs páry a kapaliny se zcela odpaří a změní se na parní chladivo. Během tohoto odpařovacího procesu chladivo absorbuje latentní teplo, jehož stav je chladný. Množství absorpce latentního tepla chladivem v parním cyklu je známá jako chladicí efekt.

Výkon parního kompresního cyklu v chladicím systému:

Cyklus komprese páry v chladicím systému funguje na výparníku podle zákona energetické rovnice ustáleného toku,

h₄ + Q_e =h₁ + 0

Q_e =h₁ - h₄

Cyklus komprese páry v chladicím systému funguje na kondenzátoru podle zákona energetické rovnice ustáleného toku,

h₂ + Q_c =h₃ + 0

Q_c =h₃ - h₂

Cyklus komprese páry v chladicím systému funguje na expanzním ventilu podle zákona energetické rovnice ustáleného toku,

h₃ + Q = h₄ + W

Víme, že hodnota Q a W je 0

Můžeme tedy napsat,

h₃ =h₄

Výkon cyklu stlačování par v chladicím systému je,

Kroky cyklu chlazení s kompresí par:

Proces cyklu absorpce par se provádí ve čtyřech krocích.

• Proces komprese
• Proces kondenzace
• Proces expanze
• Proces odpařování

Proces komprese:

V prvním z procesu cyklu absorpce par se provádí kompresní proces. V tomto procesu pára zůstává při velmi nízkém tlaku a teplotě. Pára vstupuje do kompresoru, když je následně stlačena a isentropicky. Poté se zvýší jak teplota, tak tlak.

Proces kondenzace:

Po dokončení procesu v kompresoru pára vstupuje do kondenzátoru. Pára kondenzuje pod vysokým tlakem a jde do sběrné nádrže.

Proces rozšíření:

Po dokončení procesu v kondenzátoru páry vstupují do expanzního ventilu ze sběrné nádrže. Proces škrcení se provádí při nízkém tlaku a nízké teplotě.

Proces odpařování:

Po dokončení procesu v expanzním ventilu páry vstupují do výparníku. Ve výparníku pára odebírá teplo a cirkulující tekutinu v okolním prostředí a při nižším tlaku se pára odpařuje.

Pokud nedojde k expanzi bez škrcení, pak úroveň teploty klesne při velmi nízké teplotě a podstoupí citelné teplo, latentní teplo zvláště dosáhne stupně vypařování.

Zvýšení účinnosti chladicího cyklu s kompresí páry:

Zvýšení účinnosti chladicího cyklu s kompresí páry v systému je uvedeno níže,

1. Optimalizovat nastavení
2. Velikost kompresorů, aby co nejvíce odpovídala zatížení
3. Nainstalujte VFD na šroubový kompresor
4. Nainstalujte VFD na motor kompresoru
5. Použijte integrovaný automatizační systém
6. Pro udržení ideální teploty použijte plovoucí tlak hlavy.

Skutečný chladicí cyklus s kompresí páry:

Skutečný chladicí cyklus cyklu stlačování páry není stejný proces jako teoretický chladicí cyklus stlačování páry. Ve skutečném cyklu stlačování páry dochází ke ztrátám a nevyhnutelným výparům. Chladivo opouští výparník ve stavu přehřátí.

Často kladené otázky: -

Otázka: – Uveďte vlastnosti dobrého chladiva.

Řešení: - Chladivo je vlastně médium, které přenáší teplo během procesu parního kompresního chladicího cyklu. V chladicím systému je teplo absorbováno ze systému s nižší teplotou a poté je teplo odvedeno, takže systém může absorbovat vyšší teplotu.

Vlastnosti dobrého chladiva jsou uvedeny níže,

1. Chladivo by mělo mít vysoká kritická teplota
2. Chladivo by mělo mít nízký bod varu
3. Není toxický
4. Nehořlavé
5. Nevýbušný
6. Vysoké latentní výparné teplo
7. Nekorozivní pro použití kovů v systému parního kompresního chladicího cyklu
8. Nízké měrné teplo tekutosti chladiva
9. Nízké měrné teplo odpařovaného chladiva
10. Snadno identifikovatelné úniky pomocí pachu nebo vhodného indikátoru
11. Snadno se zkapalňuje při mírné teplotě a tlaku.

Otázka: – Popište hlavní rozdíl mezi Carnotovým a Rankinovým cyklem.

Řešení: - Hlavní rozdíl mezi Carnotovým cyklem a Rankinovým cyklem je diskutován níže,