instalatii frig orifice ( stanila

8/6/2019 Instalatii Frig Orifice ( stanILA

1/34

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVAFACULTATEA DE AGRONOMIEMASTER : M.A.C.P.A. ( anul I )

INSTALATII FRIGORIFICEAparate si instalatii de frig

Prof.ing Sorin BORUZ

Mihaela STANILA


2/34

1.Pricipiu de functionare la masini frigorifice.-masina functioneaza conform pricipiului 2al termodinamicii, dar inversat.caldura trece de la sursa de nivel termic ridicat(calda), lasursa rece si produce lucrul mecanic.Desen 1 WQQ += 10 -ect de bilant termicDesen 1 cc P+= 0 -ect de bilant termic

Tot o masina frigorifica -pompa de caldura, care lucreaza inre surse energetice cu nivele mairidicate decat masina frigorifica propri-zisa, iar caldura utila este cea ibtinuta la sursa calda.Utilizarea frigului artificial-domeniul industriei alimentare:racirea ,congelarea,pastrarea produselor perisabile-inductriachimica:medicamente,fibre artificiale-climatizarea-frigul adanc:temp care ajunge la -200C-scopuri stintifice-Agenti frigorifici-este un fluid,substanta pura sau amestec de 2 subs care circula in instalfrigo suferind succesiv transformari simple de comprimare,condesare,vaporizare,cadere de

pres.Subs folosite:-apa-aer-abur-gaze(CO2,SO2)-solutii binare de gaz dizolvat inlichid(amoniac in apa,br-li-apa)-amoniac-freoni-clorura de metilAgenti intermediari-saramuri-clorura de sodiu, de magneziu,calciu,-alcooli cu apa.;acestiatransporta frigul la distantaCalitati pt ca o subs sa fie ag frigo:1-prop fizice cat mai bune 2-sa aia o relatie buna cu

personalu de exploatare,cu mediul, cu produsul racit 3-sa aiba cost redusProprietati termofizice:1)-caldura latenta cat mai mare-cald specifica cat mai mare-coef de transf termic convectiv catmai mare conductivitate termica densitate mica2)-toxicitate redusa-grad de inflamabilitate scazut-sa nu influienteze negativ calitatea

produsului-ag frig sa nu atace instalAgenti frigorifici:1-freon,2-amoniac,3-amoniac-apa,4-br-li-apa,5-apa

Freonii sunt agenti frigo de larga utilizare in instal frigo cu compresie mecanica,puteri mici,dar si in instalatii de putere medie si mare pana la 500kw, sunt derivati din hidrocarburisaturate.Calitati-nu sunt inflamabili-nu sunt explozibili-nu au miros,nu altereza produsul-nu august,nu este toxic-are exponent adiabatic mic-temp pana la care poate cobora-80 C

Dezavantajedisolva uleiul-are coef termici de transfer mai mic decat amoniacul-are otendinta pronuntata de a scapa prin neetanseitati-cost mareAmoniacul-parametri termici de schimb de caldura f buni-nu se amesteca cu uleiul-esteieftin-se amesteca in orice proporti cu apa.Dezavantaje-este toxic la peste 1%, lucru mecanicmare-volum specific mare,compresor mare,altereaza produseleAg intermediari-nu este fluid frigorific-la instal frigo industriale cu froni nu e nevoie de ag

intermediar, in schmb la amoniac trebuie2.INSTALATII FRIGORIFICE CU COMPRESIE MECANICA INTR-O TREAPTA -AMONIAC1-compresor K,2-condesator C, 3-ventil de laminare VL,4-vaporizator V


3/34

Din V compresorul preia vapori reci, ii comprima si ii refuleaza in C,unde condenseaza-unlichid(ag frigo)care intra in VL unde lichidul pierde din presiune si trece in V.In C se producecaldura care este preluata de apa de racire

SR-subracitor,CF-consumator de frig,SL-separator de lichid,SU-separator de ulei,RA-rezervor de amoniac,BC-bloc comanda.

Inst lucreaza intre 2 nivele de temp si pres

-nivelul o- temp de vaporiz Po- pres de vaporizare-nivelul c- temp de condensarePc- pres de condensareVL- face trecerea de la pres PcPo1- compresorul K aspira vaporii reci de stare 1Pt funct compresorului el functioneaza uscatSL picaturile antrenate sunt separateK vaporii sunt comprimati de la starea 1 la 21-2 comprimare la 3=ct (comprimare adiabatica teoretica)2-2 in condensator racire a vaporilor izobar Pc=ct2-3 condensare a vaporilor (proces izobar cat si izoterm c=ct)Lichidul intra in subracitor (SR)

3-3 subracire a lichidului la Pc=ct


4/34

Lichidul 3 ajunge in VL unde are loc procesul de laminare proces izentalpic (entalpieconst)Lichidul de stare 4 ajunge in separatorul de lichid SL asigura functionarea inecata avaporizatorului4-5 proces de separare a vaporilor de lichid

4-1 proces de vaporizare la Po=ct si o=ct a lichiduluiCald de vaporizare este preluata de la saramura S1. Se reia ciclul din punctul 1.Trasarea ciclului de functionare permite efectuarea calculului termodinamic.

CALCULUL TERMODINAMIC S1, w1, 0Se calculeaza sarcinile specifice pt aparatqo-sarcina specifica de vaporizareqc-sarcina specifica de condensareqSR-sarcina specifica de subracireLK-lucrul mec de comprimareQm -debitul masic de vapori de amoniac in circulatieQV-debitul volumicEc de bilantCOP- coef de performantaDeterminarea temp de lucru o, c, SR o= 1= 4 c= 2= 3 SR= 3Diadrame temp supraf ( -S)

(DESEN)

Ca sa trimita S2 trebuie facuta o racire mai scazuta decat temp de vaporizare o=2-4oC o= SR- o

3.INSTALATIA CU COMPRIMARE MECANICA CE VAPORI INTR-O TREAPTACU FREONI

Particularitati-nu avem separator de ulei dupa compresor-inst nu are separator de lichid (funct uscata a compresorului este asig prin supraincalzirea

vaporilor aspirati in 2 trepte, prima supraincalzire-prin marirea supraf de schimb avaporizatorului, a2-a se face prin prevederea unui schim de cald economizor-inst nu are rezerv de lichidSchema


5/34

Ciclu teoretic

Freonul vaporizeaza in V rezultand vapori saturati uscati de starea 1 cu temperatura a2-a treapta de supraincalzire 2=5-10oCDin starea 1 vaporii intra in compresor K si sunt comprimati pana la starea 2

1-2-proces de comprimare adiabatica la S=ctVaporii de stare 2 intra in condensatorul C, se subracesc de la starea 2 la 2 (proces izobar lap=ct) urmeaza procesul de condensare 2-3 rezultand lichid saturat de starea 3. Lichidul de st3 se subraceste in economizorul E de la 3-3proces izobar laE asigura un transfer intern de caldura intre lichidul ins procesul 3-3 si vap 1-1,urmeaza pierderea de sarcina in VL de la p0proces izentalpic h=ct4-1 vaporizarea freonului lichid in vaporizator.

Calculul termodinamicEste identic cu cel de la inst similara cu amoniac, dar cu mici deosebiri

DESEN

apare aceasta zona in plus-supraincalzirea vaporilor la iesirea din vaporizator se face pe bazaunei diferente de temp tlK-lucrul mec efectuat de compresoaret1=t1+ t1t1=t1+ t2h3=h4

4.INSTALATIA CU COMPRESIE MECANICA DE VAPORI IN 2 TREPTE DECOMPRIMARE

Daca temp de vaporizare necesara scade sub valorile 25 oC amoniac, - 35 oC freon inst cu osg treapta de comprimare funct insuficient si apare necesitatea folosirii celei cu 2 trepteDezavantajele inst cu o sg treapta1. se reduce eficienta inst (COP) deoarece qPc=ctCOP=q0/lK

DESEN


6/34

2.COP se micsoreaza pt ca creste lucrul mec de comprimare (lK)3.daca se incearca marirea pres Pc creste temp de4.scaderea lui 0p0 este limitata la p0=0,4 bar5.creste raportul de compresie

)(

)(

0 aspiratiedepresP

refularedepresPc=

Daca creste se inrautateste randamentul volumic al compresoruluiPt a atinge temp 0 -30 oC- amoniac se trece la folosirea inst cu 2 trepte de comprimareO inst cu 2 trepte are urmat parti componentea) treapta de joasa presiune vaporizator

- separatorul de lichid- compresorul de joasa pres (K1)- ventilul de laminare (VL1)

b) treapta de inalta pres compresor (K2)- condensator ( C)- subracitor (SR)- ventil de laminare (VL2)

Aparat comun schimbator de caldura cu tripla functiune(BUTELIE DE RACIRE INTERMEDIARA)

Vaporii 2' sunt comprimai adiabat K2 (2'-3)


7/34

Subrcirea vaporilor n condensatorul C (3-3')(3'-4) : condensarea izobar i izotermLichidul este subrcit n subrcitor, debit de lichid mprit n 2 pri, o parte este laminat laentalpie constant(VL2), (4'-5); a-2-a parte este rcit izobar n serprntina B.R.I. (4'-6),laminarea n VL1 la h = ct. (6-7).

Lichidul la presiune po este trecut n vaporizator.Funcionarea B.R.I.Schimbtor de cldur cu 3 funcii :a). rcirea vaporilor de stare 2

b). subrcete lichidul de stare 4'6c). suplementeaz debitul de vapori aspirai de K2Rol de : vaporizator separator de lichid subrcitorCalculul termodinamicPi- presiune intermediarB.R.I.

Rapoartele de presiune n cele 2 trepte sunt aproximativ egale1=Pi/po ; 2=Pc/Pi

Puterea frigorific masic specific :qom= h1-h7 (KJ/Kg)qov= qom/v1 (Kj/m)Volumul specific

Debitul masic de vapori treapta IQm1=o/qom (Kg/s)

Debitul volumicQv1=Qm1 v1(m/s)Lucrul mecanic de comprimare specific pt. treapta IDebitul masic n treapta IIRezult din balanul termic scris pt. B.R.I. cldura care intr este egal cu cldura care iese.Qm1h2 + Qm1h'4 + Qm2 Qm1)h5 = Qm1h'2 + Qm1h6

5.NOTIUNI DESPRE SOLUTII BINAREParticulariti :-concentraie ;-temperatur ;-presiune sau entalpia (h) .Concentraia : raportul ntre masa amoniacului i masa amestecului.

Studiem procesul de fierbere al soluieiDiagrama se traseaz la o presiune p = constant.


8/34

Lum o concentraie care se gsete n stare subrcit .ncepem s nclzim soluia, evoluia soluiei se face pe vertical pn se atinge pct. 2 (starede saturaie). La atingerea temp. strii 2 ncepe procesul de fierbere- din cauza temp. defierbere foarte diferite ncepe s se vaporizeze amoniacul.Vaporii de amoniac aproape puri (2") n echilibru cu vaporii (2').ntre 1 i 2 se evapor amoniac aproape pur .Se continu fierberea, punct. Evolueaz n I amestec de lichid I cu vapori II" cu temp. t cuconcentrrile T" .Vaporii degajai conin din ce n ce mai puin amoniac i mai mult ap.Soluia evolueaz de la 3 (3") n echilibru cu 3', se degaj ultima pictur de amoniac.Conclizii: n proc. de fierbere apa-amoniac vaporii rezultai au concentraia maxim lanceputul fierberii, conc. evolund descresctor pn n pct. de sfrit al fierberii, soluiaevolueaz descresctor.

B concentraia soluiei bogate ;S - concentraia soluiei srace.n cazul procesului de fierbere oscilaia vaporilor rezultai scade, pt. calcules-a convenit c se consider vapori rezultai la o stare medie .Dac vrem s desenm aceste pct. la diverse pres. avem urm. poz :

Studierea diagr. lui Merkel (h )Lentilele se suprapun parial .Dreptele de temp. n int. sunt oblice .

b soluia bogat ;S - soluia srac .


9/34

Procese ale variaiei a conc. vaporizarea, condensarea amoniacului.

6. INSTALATIA CU ABSORTIE APA-AMONIAC INTR-O TREAPTA(FARARECTIFICARE)

Inst. cu absorbie ntr-o treapt, poate furniza saramur la -30 C, fa de inst. cu compres.are avantajul absenei pariale n micare; nu introducem energie electric, este foarte eficientdac cldura utiliz. este rezidual.La generator se folosete energie n procesul de fierbere, la absorbitor unde se degaj cldureste necesar ap de rcire .DESEN

n absorbitor se produce absorbia vap. reci de stare 7 n soluia srac de stare si rezultsoluia bogat de stare 4 e preluat cu pompa P i i se ridic pres. pn la val. Pe (procesinvers laminriih= ct.) .Soluia bogat 4 este nclzit n generator, se nclzete pn la ating. pct. de fierbere s ib. Procesul 4-1: soluia 1 este n echilibru cu vaporii 1" .Soluia de stare 1 se rcete (pierde amoniac) ajunge la starea 2, vap.degajai evolueaz de last.1" la st. 2" .5" pct. de ieire al vap. din generator, convecie .

Soluia srac de st. 2 este laminat n ventilul VL1 pn la st. 3 (h=ct).Este o succesiune de stri.


10/34

1,2,3,4 circuitul secundar al soluiei bifazice5",6,7 circuitul principal pe care se produce frig, circul amoniac aproape purVaporii de st 5" (st. medie a vaporilor [1" i 2"] ), intr n condensatorcondenseaz pn la starea 5 se menin const. conc. i pres. Urmeaz laminarea lichidului destare 5 n ventilul de laminare (VL2). Lichidul de stare 5" cu pres. po intr n vaporizatorul V

i vaporizeaz pn la starea 7. Vaporii de st. 7 se duc n absorbitor unde sunt absorbii desoluia srac 3 dup care se reia ciclul.Pe baza diagramei trasate se face calec. termic. Mai sunt necesare nite mrimi impuse : o,w1, w2, s1, s2 , se mai cunosc i1, i2 .

Definim :F debitul de soluie bogat livrat de absorbitor (kg/s)Qom debitul masic de vapori de amoniac livrat de generator (kg/s)f = F/Qom grad de livrare (coef. de circulaie) ce cantitate de soluie bogat avem ncirculaie pt. a obine o unitate de mas de amoniac .qom sarcina frigorific specific masic .(kj/kg)e sarcina total a condensatorului = Qom(h5"-h5)

o = Qom(h7-h6)Pt. absorbitor- proces cu degajare de cldur (F) .La fierbtor- soluie srat (F-Qom)

Absorbitor : A + F h4 = ( F- Qom) h3 + Qom h7

Dac toate valorile le mprim cu debitul de amoniac rezult sarcinile specificeqc= q0= qA= qG=Definim gradul de livrare n funcie de concentraieScriem ecuaia de bilan de mas pe generator (fierbtor)Fb=(F-Qom)s+Q0m / Qomfb=(f-1)s+f(b- s)=- s

sb

sf

="

Pentru acest tip de instalaie nu se mai definete eficiena (COP), ci o mrime, coeficientultermic al instalaiei ()

G

= 0

7.INSTALATIA FRIGORIFICA CU ABSORTIE CU RECTIFICARE SI CUECONOMIZOR.Pentru mrimea coeficientului termic () se face o rectificare a vaporilor rezultai n fierbtor(rectificare mrirea concentraiei vaporilor printr-un proces de condensare vaporizare ntr-o zon numit coloana de rectificare i o mrire a concentraiei vaporilor prin condensareaapei din vapori folosind un agent de rcire exterior).Schimbul de cldur este un schimb intern ntre vapori i soluie RECTIFICARE.Avem un generator format din FIERBTOR COLOANA DE RECTIFICARE CONDENSATORUL DE REFLUX. Se mai adaug dou economizoare (E1 nclzetesoluia bogat care trece de la absorbitor la generator prin rcirea soluiei srace; E2

subrcete lichidul NH3 la ieirea din condensator prelund cldura de la vaporii reci ce iesdin vaporizator).


11/34

Generatorul are trei zone:- zona de fierbere propriu-zis G(F);- zona de epuizare a soluiei (E);- zona de rectificare (R) schimbtorul de cldur alimentat cu vapori care vin din zona deepuizare i urc n zona de rectificare. De sus n jos lichidul care cade din condensatorul dereflux (CR) i se produce un schimb de cldur i mas ntre vapori i reflux prin procesesuccesive de condensare vaporizare. Se produce n acest fel o cretere a concentraiei de

NH3. Vaporii mbogii din coloana de rectificare ajung n condensatorul de reflux care estealimentat cu ap de rcire producnd condensarea vaporilor de ap.DESEN

Soluia bogat de st 4 ieit din absorbitor este pompat pn la starea 4 (proces deh=constant).

44 - proces de ridicare a presiuniiSoluia 4 trece prin economizorul E1 nclzindu-se pn la st 1a (process de nclzire cu -const.).Soluia 1a intr n generator unde se continu procesul de nclzire pn la punctul defierbere.Vaporii 1 strbat coloana de rectificare fac schimb de cldur i mas cu refluxul, se

mbogesc, nclzesc condensatorul i rezult vaporii 5 de concentraie maxim.Dup fierbere soluia 1 bogat prsete generatorul n st 2. Soluia 2 trece prin E1 subrcindu-se pn la st 3, urmeaz laminarea soluiei, iar soluia 3a intr n absorbitor, absoarbe vaporiireci i devine soluie bogat 4.Vaporii de amoniac 5 cu concentraie maxim condenseaz n condensatorul C pn la starea6. Lichidul de st 6 este subrcit n economizorul E2 pn la stare 6a. Lichidul rezultat estelaminat pn la starea 7, urmeaz vaporizarea lichidului.Elemente de calcul termodinamicSe cunosc:0; W1; W2; i1; i2; s1; s2; ;

mQ

Ff

0= - grad de livrare;


12/34

mQ

Rr

0

= - debit specific de reflux;

R debit de reflux;Se calculeaz:inc; A;

Ecuaia de bilan termic i masic pe generatorDESEN

Ecuaia de bilan de mas pe generator:Fb=Qom+(F-Qom)5

mQ

Ff

0

= sau

sb

sf

=

"

Ecuaia de bilan termic pe generator:nc+Fh1a=Qomh5+(F-Q0)h2+R;Obs.: Fa de instalaia fr rectificare fluxul de nclzire crete cu R. Se obine mrireaconcentraiei cu o cretere a sarcinii termice a generatorului.

1(Qom+R)= 1R+Qom 1(Qom+R) vapori care intr n zona de rectificare1R reflux care circulQom vapori care ies din zona de rectificare.Ecuaia de bilan termic(generator):qR= h1,, - h5,, + r (h1,,- h1)

Ecuaia fluxului de nclzire la fierbtor dup mprire cu debitul de amoniac:qinc= h5,, - h2+f(h2- h1a)+ h1,,- h5,,+ r (h1,,- h1)Concluzii:qinc(rectificare)> qinc(fara rectificare)Fluxul termic pe absorbitor: A+Fh4=(F-Qom) h3+ Qom h8a/ QomqA= h8a- h3a+f (h3a- h4)Concluzii: qa(rectifcare)< qa(fara rectifcare)Trebuie puse alaturi cele doua ecuatii:

Fluxul specific la condensare: q6=h5,,-h6Sarcina frigorifica specifica: q0=h8-h7Debitul de amoniac:

Qom=67

0

hh

; E1=F (h1a-h4)=(F-Qom) (h2-h3); E2=Qom (h6-h7)= Qom (h8-h8a)

Randamentul: =inc

0


13/34

8.INSTALATIA FRIGORIFICA CU ABSORTIE APA-AMONIAC IN 2 TREPTEFoloseste doua compresoare termochimice legate in serie. Vaporii rezultati din primulcompresor alimenteaza absorbitorul compresorului.


14/34

pi= cpp 0

5-6 proces de incalzire; intra in fierbatorul G2, fierbe pana la (starea 7). Vaporii rezultati dupatreapta 2 parasesc generatorul (starea 9)Vaporii 9 condenseaza in condensatorul C pana la starea 10; Amoniacul lichid rezultat estesubracit in economizorul E3 pana la starea 11, rezulta starea dupa laminare. Urmeaza -12

proces de vaporizare in vaporizatorul V. Urmeaza incalzirea vaporilor in procesul 12-13(nu e

benefic). Dupa care vapori 13 sunt absorbiti in absorbitorul A1=>solutie bogata 1.Starea 4- starea solutiei sarace:In treapta II solutia 7 trece in starea 8

Pentru calculul termodinamic stabilim :- factorii de circulatie (f1,f2)- factorul de reflux (r1,r2)- randamentul termic

9.INSTALATIA FRIGORIFICA CU GAZ COMPESATORParticularitati:- compresor termochimic

- putere mica si foarte mica (( c=25- 300C)Legea lui Dalton: Pc=Ptot=PNH3+PH2O+PH2 (PNH3,PH2O,PH2- presiuni partiale)

Intr-o zona daca PH2= 0 se mentine Pc=12 bari prin compensare.Condensator (NH3): Pc=Ptot=PNH3;


15/34

Vaporizator (NH3+H2): Pc= PNH3+PH2.

C= condensator tip serpentina racit cu aerV= vaporizator tip serpentina spatiala (etajata)CR= condensator de reflux-schimbator de caldura tip teava cu aripioareE1,E2= economizoare- schimbator de caldura

Fierbator:Fierbe solutia bogata apa- amoniac, de la A=>F se face prin termosifon. Dupa fierbere vaporiide NH3 rezultati trec prin CR marindu-si concentratia pana la 100%. Vaporii intra incondensatorul C si condenseaza => lichid care intra in vaporizatorul V- proces de vaporizareinsotit de un proces de difuziune a hidrogenului.Amestecul de NH3+H2 este mai greu decat componentele si cade catre baza A- vine solutiasaraca din F.La partea superioara a vaporizatorului unde amestecul NH3+H2 se obtine un 0 maxim, iar la

partea inferioara a vaporizatorului se obtine un 0 minim.Acest tip de vaporizator permite livrarea frigului la temperaturi variabile.Temperatura pe care o realizeaza, +4oC media de temperatura, randament termic scazut 0,25.

10. COMPRESORUL FRIGORIFICMasina care ridica presiunea unui gaz transformand miscarea de rotatie a unui motor electricin miscare rectilinie a unui piston in interiorul unui cilindru prin intermediu unui ansamblu

biela-manivela

- debitul de vapori aspirat (sarcina frigorifica)- puterea consumata pentru comprimarea vaporilor (puterea absorbita din reteaua electrica)Depind de geometria pistonului si de procesul termodinmic de comprimre.Compresorul real:- are supape (aspiratie, refulare)=>spatiu mort- reduce cursa pistonului.- orificii de trecere a gazului in care se produc fenomene de pierdere de sarcina.- in cilindru gazul ramas in spatiu mort la sfarsitul cursei de comprimare creaza=> se produceo miscare a volumului aspirat datorita gazului din spatiu mort.DESEN


16/34

Influenta factorilor negativi: V=coeficientul spaytiului mort; P=coeficientul de laminare; T=coeficientul de incalzire;

N=coeficientul de neetanseitate; = V P T N =>gradul de livrare-reduce debitul refulat de compresor Qov =QRV(real)DESEN

1-2 comprimare politropa;2-3refularea vaporilor (izobar)3-4 destinderea vaporilor din spatiul mort;4-1 aspiratia vaporilor;C1 debitul real aspirat;C debitul teoretic aspiratC0-volumul spatiului mort.

V=C

C1 ; cc=C

C0 -coeficient relativ al spatiului mort.

Ecuatia politropei pe procesul 3-4

m

cp

p

V

V1

0

4

3

=

m

c

o

p

p

C

Cb

C

C1

1

1

1

=

+= =>b= -C1+C1(p0/pc)1/m => b= -(C-b)+(C-b)(p0/pc)1/m => b= -C+b+c-b

(p0/pc)1/m

=>b=b

m

cp

p1

01

C1=C-b

=

= 11

1

00

1m

cp

pc

C

C

!!!!!!!2) lfenomenul negativ care determin reducerea debitului refulat de un compresor este fenomenulde laminare a gazului n supape.DESEN


17/34

Aspiraia vaporilor n cilindru se produce la o presiune 0'

0 pp < n momentul n care a avutloc destinderea vaporilor n spaiul mort.

01,0ppppppp 4321'00 =+++==

p1 = pierderile de sarcin pentru trecerea gazelo prin orificiup2 = = pierderile de sarcin pentru nvingerea forei arcului supapeip3 = = pierderile de sarcin pentru deplasarea supapeip4 = = pierderile de sarcin pentru deplasarea gazului din spaiul mort

Diagrama indicat diagrama real de funcionareV4, V4 volumele care se scad din volumul aspirat

95,0p

p

V

V

0

'

0

'

4

4l ===

Diagrama4 4 dilatare izoterm

'

0

'

404 pVpV =

3) fenomenul de nclzire al vaporilor aspirai prin contact cu vaporii calzi din spaiul mort icontact cu pereii cilindrului

0

c

p

p=

nclzirea determin mrirea volumului specific scderea debitului volumic

tt

t

aspiratie

aspiratie

T

+

= t = 5 10 C

4) fenomenul de pierdere prin supape, la segmeni, axul motoruluiNTlv = - grad de livrare

debitul real = 0VVR QQ

Puterea consumat de compresorul realPi = putere indicatPt. consumarea gazului compresorul consum Pi

Randamentul indicat

ef

ii

P

P=

Randamentul efectivn sistemul de transmitere a micrii de la motorul electric la compresor apare:

tot

efef

P

P=

Funcionarea compresorului n condiii variabile de lucruPentru evaluarea diferitelor tipuri de compresoare s-au stabilit condiiile de testare alecompresoarelor frigorifice

SR

c

0

C25

C15

+=

=


18/34

Cnd un compresor funcioneaz n alte condiii de temperatur, sarcina frigorific va fidiferit de sarcina nominal.- N0 N0 N0 condiii nominale- 01 01 1c condiii de funcionare

[ ]

tiuneasec4

d

luicompresorucilindreeas/mSn4

dC

qQ

qQ

2

32

NNVNN0

111V01

=

=

=

=

cursaS

turatian

=

=

NN

11N001

NN

11

N0

01

q

q

q

q

=

=

11.ECHIPAMENTE FRIGORIFICEElemente constructive ale compresoarelor frigorificeClasificare-n funcie de principiul de funcionare:a) mecanice: - cu piston: - cu micare rectilinie si cu piston rotativ

b) ejectoarec) compresorul termochimica) Mecanice: sunt clasa cea mai rspndit. Permit utilizarea unei game foarte largi de puteri.n condiii normale de lucru exist compresoare mici (P = 0,5 5 Kw), compresoare de putere

medie (P = 5 110 Kw), compresoare de putere mare (P = 110 350 Kw), compresoare deputere foarte mare (P > 350 Kw).-n funcie de poziia cilindrilorTabel

Dup sensul de circulaie al vaporilor n cilindrii:-n echicurent: compresoare lente cu supapa montat n piston-n contracurent: compresoare rapide cu supapa montat n capul cilindrului

Dup modul de construcie al chiulasei (modul de etanare):-compresoare deschise cu chiulas i capac i acionare exterioar i etanare la arbore-compresoare semietane cu motorul amplasat n chiulas, fr etanare la arbore dar cucapac demontabil

-compresoare etane (capsulate) compresorul i motorul sunt n interior iar capacul este sudat Dup turaia motorului:

-compresoare lente: n < 600 rot/min-compresoare rapide: n = 600 3600 rot/min-compresoare n colivie: n > 3600 rot/min

ELEMENTERotorul este montat n raport cu axa statorului .El se mic prin rostogolire n interiorulstatorului .Contactul ntre rotor i stator se facepe o generatoare .Rapoartele de comprimare au

valori f mari ,raportul 40

P

P

0

c = .Temperatura realizat ntr-o instalaie ntr-o treapt


19/34

dotat cu compressor rotativ poate ajunge la C50c = .Puterea frigorific realizat variaz dela valori relativ mici pn la o valoare mare.

Funcioneaz silenios .Constructiv este mult mai complex este mai scump.Compresorul cu urub (elicoidal)Principial compresorul cu urub este alctuit din 2 pui roata tip urub sau roat dinat

elicoidal cu nr mic de dini urub conductor 4 dini urub condus 6 dini .Ambele au axeleparalele formnd un angrenaj de tip elicoidal.DESEN

Cele dou rotoare se rostogolesc unul pe lng altul avnd loc o ntreptrundere reciproca adanturii longitudinale refulare. Vaporii sunt aspirai pe la un capt al angrenajului i sunt

presai n golurile elicoidale prin micorarea spaiului prsind compresorul pe la cellaltcapt . Principiul de funcionare este acela ca i al pompelor cu roi dinate folosite pentrutransportul fluidelor vscoase.Dei distana dintre dini este foarte mic (vrful dintelui ) totui roile nu se ating .Frecareaeste foarte redus nu este nevoie de ungere.Uzura foarte redus a angrenajului elicoidal pierdere prin laminare zero,turaie foarte marecare antreneaz dimensiuni mici ale mainii =>fundaii mici.Funcionarea foarte bun chiar ladebite mici este folosit cu predominan n instalaiile cu putere foarte mare(5..7 Kw). Grad dedeviere ridicat( ) ,temperatura 0 sczut la o singur treapt de comprimare . Presiunimici la aspiraie (de 20 de ori mai mici ca la compres cu piston). Posibiliti de reglaj a

puterii ( 0 )prin variaia turaiei care lucreaz freonul.

11.CONDENSATOARE FRIGORIFICE]DEF:schimbtor de cldur de tip ,,prin suprafa transfer cld se face de la agentul frigorifcare condenseaz la agentul de rcire (apa aerul ambele subst)Cldura transformat n condensator este egal cu cldura extras de la consumatorul de frig

0 la care se adaug cldura introdus n sistem prin intermediul compresorului PkCondensatorul asigur o racire iniial a vaporilor cu condiia ca suprafaa S csuficient iaragentul de rcire s poat prelua surplusul de cldur.

riracirevapo -valori de 2-3% din c se poate neglija

Avem 3 tipuri de condensatoare.a.rcite cu ap

b.rcite cu aerc.rcite cu (ap-aer)a.folosite n instalaii 0 >3kw putere frigorificTipuri tip serpentinDESEN

Vaporizatorul cu destinaie special


20/34

Care separa fulgii de ghea

1.vaporizator propriu(tambur)2.distribuitor /colector3.cuva cu lichid (apa lichid alimentar)4.sistem de etanare

5.lama ractor6.nec (urub transportor)

Vaporizator pentru rcirea aerului(rcitor de aer)Pentru rcirea aerului poate fi alimentat direct cu agent frigorific sau cu saramurConstructiv sunt nite bateri de rcire a aerului executate din evi cu aripioare i se folosescn camere (spaii )pentru depozitare alimente.n climatizare n aplicaii casnice (climatizare de camer ).Se folosesc n dou situaii-pentrurcirea aerului la temperaturi 0 grad C/sub 0 grad C.Daca se folosete pentru rcirea latemperatura sub 0 grad C =>brumarea apei din aer pe suprafaa b aripioarelor i evilor=>astfel blocarea suprafeei de schimb de cldur .

Se are n vedere luarea unor msuri:-se prevd aripioare cu pas mai mare(6 mm)-se prevede rcitorul cu o soluie de degivrare.Pot fi alimentate cu amoniac/freon.Varianta fara lamele-are o circulatie mai buna a aerului natural, dar suprafaa de schimburis fie mult mai mare.Cele cu aripioare-dimensiuni mai mici,suprafaa de schimb a caldurii mai mare la dimensiunide gabarit mai mici,suprafaa S se mrete de 20 ori.evile sunt din OL,cupru,aripioarele din aluminiu.Apare fenomenul de depunere a gheii pearipioare.Modul de aezare al rcitorului ntr-o camer

Se aeaz pe perete/planeu sunt mascate cu perei sau planee false.Vaporizator cu circulaie forat: pt mrirea sare termice se mrete viteza de circulaie aaerului prin forarea circulaiei cu un ventilator. Mrirea debitului de aer nseamn mrireacantitii de ap care se depune pe aripioare.Se iau cele 2 msuri de protecie(pasul de16mm,soluie de digerare).Aparatul este aezat ntr-o carcas.DESEN

Elemente pt curarea depunerii de ghea: soluii de decongelare interne i externe


21/34

Externe:curare mecanic,oprirea mainii frigorifice dar continuarea ventilrii,oprirea mainiii pulverizarea de ap peste rcitor,oprirea mainii i suflarea de aer cald pp. prevederea unuirezistene electrice vecin cu racitorul.Procesul de decongelare dureaz 10-30 min i se face 1-3 zile n funcie de marfadepozitat.Dezghearea cu ap e cea mai scump.

Interne:procedeu electric,procedeu termic(cu gaze calde),prin inversarea sensului de circulaiea agentului frigorific.Sunt mai rapide-decongelarea ncepe de la interior ctre exterior.Cel mai convenabil este prin inversarea circulaiei fluidului.Se monteaz vane,circuitesuplimentare,condensatorul si vaporizatorul schimbndu-i rolurile.Elemente de calcul:

aer - apparent rezult din ec experimentale ce in seama de Re,Pr,1, 2,diverse rapoartede suprafee pe metru liniar de eav.

mSK =0

01

11

1

+

=

aer

ar

f

fK

Elemente de calcul ale condensatoarelor:wmcc ,, wm - temp medie a apei de rcire

)( wmc

cc

KS

=

++=

filma

K

11

1

film -coeficient de transfer convectiv de la aer la filmul de aer depus pe evi.Condensatorul cu rcire mixt i circulaie forat a aerului:Transferul de cldur de condensare la aerul care scald evile,schimbul este intensificat prinevaporarea unei pri din apa de rcire.Ca s se realizeze tirajul forat suprafaa de schimb esteintrodus ntr-o carcas metalic,iar aparatul este dotat cu ventilator.

1.carcasa2.baterie cu aripioare pentru racirea vaporilor


22/34

3.separator de picaturi4.serpentina5.colector de lichid6.sistem de stropire cu apa7.ventilator pentru recircularea fortata a aerului

8.bazin de colectare a apei de stropire9. plutitor pentru mentinerea nivelului10.prize de aer.

Elemente de calculDESEN

)( aiauaiaea iimiii ==

Suprafaa de transfer se afl:pe baza coef de transfer de mas;pe baza coef de transfer decldur.

miTS

=

aeau

aiau

aiaem

ii

ii

ii

i

i

iii

=

=

lnlnmin

max

minmax

aCpT = -Relaia lui LewisCpa-cld. specific

coef. De transfer convectiv dar n sistemul tehnic

m

e

KS

= K=100-200 W/m2

12. VAPORIZATORUL FRIGORIFICSchimbtorul de cldur n care se rcete fluidul intermediar prin cedarea caldurii agentuluifrigorific care vaporizeaz.-rcire lichide(serpentin imersat)-rcire aer(baterie cu aripioare)-speciale(pt. producerea gheii )DESEN

1. C= SRmm-diferenta medie logaritmica de temperaturaWa =0.5-2 m/s

2.


23/34

cW

cW

WW

cW

cw

cWcW

m

M

mMm

=

=

=

=

2

1

21

2

1

21

ln

ln

)(

ln

3. Coeficientul global

++=

Wc

K

11

1

Relatie de calcul de la peretele plan utilizabila si pt tevi cu 2e

i

d

d

4. ++=p

p

OL

OL

u

u

5. Apa (W) -tevi verticale Nu=C Rem Prn

-tevi orizontale W=CmP1hP2(1+P3)

C,P1,P2,P3 coef experimentali in functie de materialul teviim -debitul apei de racireh inaltimea tevii= p- W med6. Agentul frigorific (c ) avem diverse relatii care tin seama de pozitia tevii ,de caldura decondensare

Nu=C(GaKuPr)m

7.med

Cm

K

= -suprafata de transfer

8.)( 21 WWpc

Cm

c

Q

=

a

i

m Wd

Q

=4

2

1

9.SuprafataS= deLnN10. DiametrulDi=2+mtK= 200 - 1500 W/m2KCondensatoare frigorifice racite cu aerSe folosesc pt puteri frigorifice mici (maxim 3 KW) Pt puteri foarte mici se utilizeaza tipulracit cu aer si circulatie naturala tip PANOU.Pana la 3 KW tip BATERIE CU ARIPIOAREsi circulatie fortata a aerului .Caldura specifica pt apa = 1 Kcal ; pt aer = 0.25 Kcal


24/34

Schimbatoarele de caldura racita cu aer sunt cu suprafete de transfer termic marita prinnervuri sau aripioareCondensatoare cu aerPt marirea capacitatii de transfer se folosesc 2 metode :-nervuri

-aripioaref coeficient de aripioare (m2/ml teava)

f=intS

Sext

Tevile din care se executa pot fi de otel sau cupru.Diametrele sunt mici(10-15 mm)Pasul aripioarelor s=2-5 mmDin punct de vedere al circulatiei aerului exista 2 tipuri de condensatoare:-cu circulatie naturala-cu circulatie fortata

Cele cu circulatie fortata sunt de tipul baterie cu aripioare. Fortajul aerului e asigurat de unventilator.Aripioarele se executa din tabla de otel sau aluminiu.Sunt independente in raport cuteava.Condesatoare cu circulatie naturala

tipul serpentina atasata pe un panouCondensator tip panou cu tevi :

Dezavantaje :-depunerea prafului pe suprafete-contactul intre teava si panoul perforat e un contact mecanic

Condensator tip panou cu canale ambutisate

Nu mai are tevi separate


25/34

Condesatoare cu circulatie fortataCondensator tip baterie cu aripioare

1. distribuitor2. colector

3. tevi4. coturi lipite5. aripioare comuneR1 intrare vaporiR2 iesire lichid1,2,3,4 executate din cupru

viteza intrare aer =2 m/sviteza iesire aer =7 m/sFoarte imporatant este contactul intre teava si aripioareSunt cele mai performante condensatoare racite cu aer

13.COMPRESORULDupa turatia motorului :-lente (600 rot /min)-rapide (3800 rot/min)-foarte rapide(peste 3800 rot/min)Schema de principiu :

Parti componente :- carterul( carcasa) partea care asigura protectia partilor interioare ;este executata din fonta,prevazut cu gura de vizitare- chiuloasa capacul care acopera partile supapelor;este executata din fonta

-cilindrii partea esentiala a compresorului ,executati din fonta,aluminiu pot fi camasuiti lainterior din material antifrictiunepistonul partea mobila din interiorul cilindruluiexecutat din fonta-compresoare lenteexecutat din aluminiu-compresoare rapideAre canale pt montarea segmentelor (inele din otel pt ungere , etansare , compresie)- arborele cotit parte componenta a sistemului de conversie a sistemului de rotatie ;executatdin otel- bula executata din fonta- lagare pe arborele cotit executate din bronz-grafit- sistem de etansare cu presetupa

- sistem de ungere ( pompa care asigura transmiterea)-sistem de racire cu apa a cilindrilor


26/34

-volantaCompresor simplu:

Schita pt arborele cotit:

Schita pt piston:

COMPRESOARE CU PISTON ROTATIVPrincipiul de functionare:Comprimarea se realizeaza prin variatia volumului unei camere de aspiratie care se formeazaintre peretele cilindrului si peretele pistonului care este montat excentric si care executa omiscare de rotatie in interior.Pistonul este un cilindru plin montat intr-un cilindru golCaracteristici


27/34

In cilindru pistonul formeaza 2 camere (aspiratie-refulare). Nu au supapa de aspiratie dar ausupapa de refulare. Au dimensiuni mai reduse, mase mai mici. Turatia este foarte mare.Echilibrarea este foarte buna- sunt silentioase.Sunt mai scumpe (grad mare de precizie la prelucrare) frecarea este mai pronuntata.Sunt 3 tipuri de compresoare 1. cu comprimare prin rotor de rostogolire si lamela culisanta in

rotor.2. cu rotor de rostogolire si lamela culisanta in stator3. compresor cu surub.Compresor rotativ cu lamela culisanta in cilindru (stator)Desen

Aparatura auxiliara.Nu sunt schimbatoare de caldura.-separatorul de ulei- rezervorul de lichid- separatorul de picaturi- filtrul- dezaeratorul- clapeta de retinere- pompa de circulatie

Separatorul de uleise monteaza in instalatia cu compresie mecanica Amoniac. Se monteazape conducta de refulare a compresorului. Este un recipient.Principiul de functionare: lucreaza pe baza a 2 efecte: socul negativ de viteza si ciocnireapicaturii de o suprafata (sicana). Are un filtru. Socul negativ de viteza este de ordinul 1:20. pentru mairea efectului de separare se oate mari vascozitatea uleiului prin racirearecipientului.

1.manta2.manta de racire3.racord de tip pipa-colectare a vaporilor4.filtru tip rastel5.pereti sicana


28/34

Rezervorul este un recipient care colecteaza agentul frigorific lichid de la iesirea dinsubracitor sau condensator.

Are 2 funciuni: colecteaza lichidul in caz de avarie 2. colecteaza lichidul in surplus carerezulta intr-un minim de sarcinaPentr NH3 rezervoarele au volume mai mari care ating mii de litri (max 5000) si se pcupamaxim 80% din motive de siguranta.Pentru freoni este mai redus ca dimensiuni mergand pana la ordinu 150 de litri. Nu se livreazaseparat rezervorul. Pot fi verticale sau orizontale.

Dimensionare . determinarea volumului de lichid racit care se gaseste in instalatie.VTL=Vc+Vv volume libere pe partea agentului frigorific.Volumul este amplificat cu 20% sau impartit la 0,8VRL=(23)l*1,16 0VRL= (o,30,5)Qv

Desen

Separatorul de lichid. Asigura prin separarea picaturilor de lichid antrenate de vaporii carevin din .....Asigura functionarea uscata a compresoruluiAsigura functionarea inecata a vaporizatorului.Peincipiul de functionare este identic cu cel al separatorului de ulei. Vitezele sunt de 8...12m\s iar viteza de separare este de 0,2...0,6 m\s.

Relatia de calcul

aparatul in constructie verticala.

W

QD KR

4=

4

2

1

DQVR

=


29/34

Aplicatii ale frigului artificial1.frigiderul casnic2.conditionare aer3.patinuar artificial4.pompa de caldura5.fabricarea ghetii6.racirea betonului7.inghetarea solulu

CLIMATIZORUL DE PERETE

Este o main frigorific cu compresie de putere mic (1kW-2kW). Are condensator ivaporizator baterii cu aripioare sunt rcite cu aer. Vaporizatorul este amplasat n interior,grupul compresor-condensator n exterior. Are i automatizare.Se construiesc i cu vaporizatoare multiple. Circulaia aerului se face forat. Ventilatorul

pentru condens este axial cu pale mari, iar cel interior este ventilator axial cu lungimi mici.


30/34

DULAP DE CLIMATIZARE-puteri 10-20 kW

-fol pt birouri, magazii-condensatorul este rcit cu ap, ap. a B

POMPA DE CLDUR


31/34

-instalaie frigorific ce funcioneaz invers fa de maina frigorific extrage cldura dela nivelul termic sczut (mediul cu temperatura 5-80C) i o livreaz la un nivel termic ridicat(50-800C)-nu poate fi folosit dac agentul termic necesar depete 800C-numele pompei de cldur este dat de sursele din care aceasta extrage cldura i de mediul n

care este cedat cldura.Mediul din care se extrage cldura Mediul care primete cldura- aer - ap- sol- surse de energie rezidual

- aer - ap

Apa poate fi folosit ca ap menajer.Aerul aerul nconjurtor

Elemente care determin eficiena unei pompe de cldur:-dac sursa de alimentare este aerul atmosferic, pompa de cldur este eficient ntr-unclimat subtropical.-COP-ul trebuie s aib valori peste 4-Eficiena crete dac poate fi folosit n regim var-iarn-Numrul de ore de funcionare pe partea de pomp 2000 h/an.-Beneficiarul nu necesit o temperatur mai mare de 800C.-Dac poate fi combinat cu alt soluie

RE- rezisten electricDac temperatura exterioar > 90C lucreaz pompa, iar B lucreaz ca acumulator

PATINOARELEPartea principal a unui patinoar artificial este pista.-pista este format dintr-o plac peste care este turnat o pelicul de ap-sub plac se afl un sistem de conducte prin care circul agentul frigorific-sub reeaua de conducte exist un suport care asigur rezistena structurii-se izoleaz stratul de ghea fa de sol-patinoarul mai cuprinde unele sli de tip vestiar ,restaurant ,staia de frig propriu zis-iniial apa se turna direct pe reeaua de evi iar evile au fost montate n nisip; mai trziu reeauade evi s-a montat n plac de beton


32/34

-alimentarea cu agent frigorific a reelei de conducte trebuie s se fac astfel nct temperaturantregii zone s fie uniforme ghea

= -2 ;-7 grade C- -3 ghea dur(hochei)-2 ghea umed(agrement) 0 = -7 ;-10 grade C pt. a obine temperaturile nghePista cu ngheare direct cu (NH3)-pt. a se nghea uniform se mrete debitul de 4-5 ori Q0m sau se modific admisia i ieireaagentului frigorific cu ventile cu trei ci

ngheare indirect (agent intermediar)

Patinoar deschis[-----------------------------------------------------------------------------------]

Sarcina frigorific 0= sol+ spaii adiacente+ persoane+ insolaie+ precipitaii [____________________]

patinoar nchis


33/34

FRIGIDERUL CASNICEste maina frigorific cu compresie mecanic sau cu gaz compensator.Avem: - frigider propriu zis-congelator-combin frigorific

Puterea frigorific- 0,153 KW =Pk- puterea compresoruluiAu compresoare capsulate.

-acum vaporizatorul i condensatorul este plat i este pus pe spatele cutiei-frigiderul nu este echipat cu ventil de reglaj scderea presiunii se face printr-un tub capilar careare diametrul interior de 0,1 mm, pentru a nu se pierde agentul frigorific-are un filtru de tip creion de 10-12 cm nuntru avnd mici sfere de plastic i este dispus naintea

capilarului-mai are o eav strns la cap pentru umplere-masa de freon este de circa 150 g- se mai introduce o mic cantitate de alcool pentru a scdea punctul de nghe a apei existente ninstalaie- are un termostat care funcioneaz pe principiul dilatrii unui gaz- 2 relee de pornire oprire i de protecie la suprasarcin-motorul are o bobin de pornire i una de funcionare continu-la pornire funcioneaz cu ambele bobine

-vechile frigidere aveau vaporizatorul nuntru i ducea la depunerea ghiei deci rezulta un timpde funcionare mai mare-funcionare normal- 15 minute; 45 minute staionare-soluia modern pune vaporizatorul ncorporat n peretele de plastic i nu mai este vizibil-lichidul rezultat la vaporizator curge pe capsul (700C) i se evapor-o soluie mai modern plaseaz vaporizatorul afar complet cu aripioare i are un ventilator careintroduce aerul rece acesta ieind prin partea de jos a frigiderului-clasa A este dat de gradul de izolaie al frigiderului, combinei frig.


34/34

instalatii frig orifice ( stanila

Documents