Dampkomprimeringscyklus afkøling
Udtrykket køling, som en del af en bygning, ventilationssystemerne og konditionering, henviser generelt til dampkomprimeringssystemet, når et kemisk stof skiftevis skiftes fra væske til gas (fordampning, derved absorberer varme og giver en køleeffekt) og gas fra væske (kondensat, hvorved der frigøres varme). Denne cyklus består faktisk af fire trin:
- Kompression: Gas-kølemiddel til lavt tryk komprimeres, hvilket øger trykket på den mekaniske energi, der skal bruges. Der er en tilsvarende stigning i temperaturen sammen med det øgede tryk.
- Kondensation: gas med højt tryk, høj temperatur, der afkøles med udendørs luft eller vand, der tjener som radiator og kondenserer til en væske under højt tryk.
- Ekspansion: højtryksvæske strømmer gennem udløbet af ekspansionsventilen, hvorved trykket reduceres. En lille del af væsken blinker af gas på grund af trykreduktion.
- Fordampningshastighed: lavtryksvæske absorberer varmen fra luften eller vandet og fordamper i form af en gas eller damp.
Damp med lavt tryk flyder kompressor, og processen gentages.
Som vist i fig. 1.1 består dampkomprimerings-kølesystem af fire komponenter, der er i overensstemmelse med de fire trin i køle-cyklussen. Kompressor hæver trykket fra den oprindeligt lavtryks kølemediumgas. Kondensator varmeveksler, der afkøler gasens høje tryk, så det ændrer sig i væskefasen. Ekspansionsventil styrer trykforholdet og dermed forbruget mellem høj- og lavtryksregioner i systemet. Fordamperens varmeveksler, der varmer væsken ved lavt tryk, hvilket fører til en faseændring fra væske til damp (gas).
Termodynamisk, den mest almindelige præsentation af grundlæggende køling cyklus fremstilles ved hjælp af tryk-enthalpi diagram som vist i fig. 1.2. For hvert kølemedium repræsenterer faseændringslinien betingelserne for tryk og varme (entalpi), hvor den skifter fra en væske til en gasformig tilstand, og vice versa. Således er hvert af trinnene i dampkomprimeringscyklus kan let anvendes til at demonstrere de reelle termodynamiske processer, som vist i fig. 1.3.
Stk. 1 er betingelserne for kompressorindløbet. Komprimering af gas øger dens tryk fra Pj til P2. Arbejdet, der får kompressoren til at tilføre varme til kølemediet, hæver temperaturen og øger dets varmeindhold lidt. Stk. 2-er tilstanden for kølemediet, der forlader ved indgangen til kompressoren og kondensatoren. I kondensatoren afkøles gassen, hvilket reducerer den fra entalpi h2 h3.
Stk. 3, stk. 4, repræsenterer en reduktion i pres, der opstår under udvidelsen. På grund af den lille procentdel af fordampning på grund af reduktionen i tryk, reduceres også temperaturen og entalpien af den resterende væske lidt. Punkt 4 repræsenterer derefter staten for indløbet af fordamper. Afsnit 4 i del 1 er opvarmning af væsken, forøgelse af dens entalpi h1 h4, afsluttet faseovergangen fra væsken til en gasformig tilstand på punkt 1.
Kølemiddel, hvis egenskaber er kendt, tryk-enthalpi diagram kan bygges, og effektiviteten af dampkomprimeringscyklussen analyseres ved at etablere høj- og lavtrykssystemer. (Bemærk, at i fig. 1.3 er den egnede cyklus, men i praksis er der en række behandlinger dikteret af den anden ineffektivitetslov.) ..
|
Chillers