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Kühlsysteme. Überhitzung und Unterkühlung

Überhitzung (bezieht sich auf die Überhitzung von Kältemitteldämpfen am Auslass des Verdampfer) und Unterkühlung (Bezieht sich auf die Kältemittelsubkühlflüssigkeit, die die Kondensator) sind anscheinend zwei wichtige Prozesse in einem praktischen Dampfkompressionskältesystem und werden verwendet, um eine maximale Leistung (COP) sicherzustellen und einige technische Probleme zu vermeiden, wie nachstehend beschrieben wird.

Dampfkompressionssystem

Überhitzung

Während des Verdampfungsprozesses wird das Kühlmittel vollständig verdampft, durch das Verdampfer. Kalter Kältemitteldampf durchströmt weiterhin den Verdampfer, Wärme wird für eine Dampfwärme aufgenommen. Unter bestimmten Umständen erhöhen solche Druckverluste aufgrund von Reibung das Volumen von Überhitzung.

Wenn im Verdampfer eine Überhitzung auftritt, steigt die Enthalpie des Kältemittels, wodurch die zusätzliche Wärme abgeführt und die Wirkung der Verdampferkühlung erhöht wird. Wenn es in der vorgesehen ist Kompressor Absaugen erfolgt keine Nutzkühlung. In einigen Systemen ist die Kühlung flüssig-dampfförmig Wärmetauscher kann zur Überhitzung des Sattdampfkältemittels aus der vom Verdampfer kommenden Kältemittelflüssigkeit verwendet werden Kondensator (Abb. 3.32). Wie aus Fig. 3.32 ersichtlich ist, kann der Wärmetauscher einen hohen System-COP liefern. Im Kompressor kann es zu einer Überhitzung des Kältemittels kommen. In diesem Fall tritt gesättigtes dampfförmiges Kältemittel in den Kompressor ein und wird überhitzt, wodurch der Druck erhöht und die Temperatur erhöht wird. Überhitzung durch den Kompressionsprozess verbessert nicht den Wirkungsgrad des Kreislaufs, sondern führt zu großartigen Kondensationsanlagen und einem großen Kompressor, der Versorgungsleitung. Die Erhöhung der Kühlwirkung, erhalten durch Überhitzungs am Verdampfer in der Regel durch eine Abnahme der Kühlwirkung im Kompressor ausgeglichen. Da der Volumenstrom des Kompressors konstant ist, verringert sich der Massenstrom und der Kühleffekt verringert sich die durch Überhitzung verursachte Kältemitteldichte. In der Praxis ist bekannt, dass es bei jeder 1C-Überhitzungssaugleitung zu Verlusten in der Kühlleistung 2.5% kommt. Die Absperrung der Saugleitung ist die Entscheidung, den Wärmegewinn zu minimieren. Beim Abkühlen wird dem überhitzten Kältemitteldampf überschüssige Wärme entzogen, und wenn dies durch einen externen Effekt erreicht wird, ist er für den COP nützlicher. Die Kühlung wird aufgrund der niedrigen Temperatur (unter 10 C) und eines geringen Teils der verfügbaren Energie häufig als ungeeignet angesehen.

Unterkühlung

Dieser Prozess der Abkühlung von flüssigem Kältemittel unterhalb der Kondensationstemperatur im Druck (Abb. 3.32). Hypothermie liefert 100% des flüssigen Kältemittels in die Expansionsvorrichtung, um zu verhindern, dass Dampfblasen den Kältemittelfluss durch die Expansionsvorrichtung behindern Expansionsventil. Wenn durch die Wärmeübertragungsmethode für den externen Kühlkreislauf eine Unterkühlung verursacht wird, erhöht sich die Kältemittelwirkung des Systems, da die unterkühlte Flüssigkeit weniger enthalpisch ist als die gesättigte Flüssigkeit. Die Unterkühlung erfolgt durch Abkühlen des Flüssigkeitsleitungssystems mit einer höheren Temperatur. Einfach gesagt, Hypothermie wird durch das Kältemittel gekühlt und bietet Folgendes:

Erhöhen Sie die Energieladung,
Reduzierung des Stromverbrauchs,
Reduzierungs-Pulldown-Zeit
Gleichmäßige Temperaturkühlung und
Reduzierung der ursprünglichen Kosten.

Es ist zu beachten, dass die Leistung eines einfachen Dampfkompressionskältesystems durch weiteres Kühlen des flüssigen Kältemittels, das die Kondensatorschlange verlässt, erheblich verbessert werden kann. Dies ist das Unterkühlung Die Zufuhr von flüssigem Kältemittel kann durch Hinzufügen eines mechanischen Unterkühlungszyklus in normalen Paaren erfolgen Kompressionszyklus. Das Hypothermiesystem kann entweder ein spezielles mechanisches Unterkühlungssystem oder ein integriertes mechanisches Unterkühlungssystem sein (Khan und Zubair, 2000). In einem speziellen mechanischen Unterkühlungssystem gibt es zwei Kondensatoren, jeweils einen für den Hauptkreislauf und den Unterkühlerkreislauf, während für ein komplexes mechanisches Unterkühlungssystem nur ein Kondensator vorhanden ist, der als Hauptkreislauf und Unterkühlerkreislauf dient.

Beispielsweise erhöht Hypothermie R-22 13C den Kühleffekt um etwa 11%. Wenn die Unterkühlung von außerhalb des Kreislaufs empfangen wird, kann die Durchsatzkapazität des Systems mit jedem Grad an Unterkühlung erhöht werden (ungefähr 1%). Hypothermie innerhalb der Schleife kann nicht effektiv sein, da sie die Auswirkungen in anderen Teilen des Zyklus ausgleicht. Mechanische Unterkühlung kann zu bestehenden Systemen hinzugefügt werden, die in den neuen entwickelt wurden. Es ist der ideale Ort für jeden Kühlprozess, bei dem mehr Möglichkeiten erforderlich sind oder Betriebskosten gesenkt werden müssen. Es hat sich in einer Vielzahl von Anwendungen als kostengünstig erwiesen und wird für große Supermärkte, Lager, Fabriken und andere Zwecke empfohlen. Abb. 3.33 zeigt einen typischen Unterkühler für gewerbliche Kühlgeräte.

Unterkühler

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