Cyklus komprese par: Co, jak, typy, fungování, aplikace a různá fakta:

V tomto článku je diskutován „cyklus komprese páry“ a stručně jsou shrnuta fakta související s cyklem komprese páry. Cyklus komprese páry je běžně používaný systém chlazení.

V systému chlazení, který sleduje cyklus termodynamiky, se používá v širokém rozsahu. Energie tepla se přeměňuje ze studeného zásobníku a poté přechází do zásobníku horkého. V uzavřeném cyklu se používají tekutiny, které procházejí procesem komprese, kondenzace a expanze a odpařování.

Co je cyklus komprese páry?

Cyklus komprese páry se používá v automobilovém a chladicím průmyslu. Chlazení skladovaných potravin a masa ve skladech, ropných rafinériích, chemických zpracovatelských závodech a mnoha dalších je široce používáno.

Cyklus komprese páry vysvětlit jako kapalné chladivo je použití, které rotuje kruhově v systému a funguje jako médium. Kapalné chladivo absorbuje teplo z jakéhokoli konkrétního prostoru, kde je potřeba chlazení, a také může odebírat teplo z jakéhokoli konkrétního prostoru, kde je pro systém potřeba vytápění.

Parní kompresní cyklus
Obrázek – Cyklus komprese páry
Image Credit - Wikipedia Commons

Cyklus komprese páry se provádí v uzavřeném cyklu. V systému parního kompresního cyklu je tekutina, která funguje jako médium, ve skutečnosti pára. Ve velmi rychlém režimu se tekutina odpařuje a střídavě se mění mezi kapalnou fází a párou nebo kondenzuje uvnitř chladicího zařízení.

Schéma cyklu komprese páry:

Cyklus komprese páry kapalné chladivo dvakrát změní svůj stav fáze. V prvním kroku se kapalné chladivo mění v kapalinu na páru a v dalším kroku se mění v páru na kapalinu.

Diagram cyklu komprese par lze vysvětlit pomocí dvou diagramů, které jsou uvedeny níže,

Diagram tlak – objem

512px Chladicí PV diagram.svg
Obrázek – Tlak – Objemový diagram; Kredit obrázku – Wikipedia

Teplota – Specifický entropický diagram

ChlazeníTS
Obraz - Teplota – Specifický entropický diagram;
Image Credit - Wikipedia

Proces cyklu komprese par a pracovní princip:

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 principu zpětného chodu Rankinův cyklus. Proces komprese páry probíhá ve čtyřech krocích. Jsou uvedeny níže,

Cyklus komprese páry
Image – Proces cyklu komprese páry a princip fungování
Image Credit - Wikipedia Commons
  1. Komprese
  2. Kondenzace
  3. škrtící
  4. 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 T2. 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 při 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 + Qe =h1 + 0

Qe =h1 - h4

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

h2 + Qc =h3 + 0

Qc =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,

Výstup/vstup = h1 - h4/h2 - h1

Co je jednoduchý cyklus komprese páry?

Jako chladivo se používá vzduch z jednoduchého parního kompresního cyklu a odpařuje se při velmi nízké teplotě a nízkém tlaku. Mechanická energie je potřebná pro provoz kompresoru systému.

Jednoduchý cyklus komprese páry může být vysvětlit jako tepelný motor, který funguje technicky vzad, který může být známý jako Reverse Carnotův motor. Jednoduchý cyklus komprese páry přenáší teplo ze zásobníku s nižší teplotou do zásobníku s vyšší teplotou.

Co je cyklus komprese páry chladicího systému?

Cyklus komprese páry chladicího systému je jedním z nejběžněji používaných a nejoblíbenějších chladicích systémů mezi všemi chladicími systémy. Pro domácí i průmyslové účely se používá parní kompresní cyklus chladicího systému.

Cyklus komprese páry chladicího systému patří do chladicího cyklu, který je převážně obecného typu a v tomto systému chladivo prochází fázovou šancí, minimálně během jednoho procesu. Cyklus pracuje v uzavřeném systému a chladivo se pohybuje v kruhovém pohybu.

V cyklu komprese par NH3, R – 12, R- 11 chladiva jsou použití. Cyklus komprese páry chladicího systému se skládá z kompresoru chladiva, kompresoru kapaliny, zásobníku kapaliny, výparníku a expanzního ventilu, které jsou známé jako regulační ventil chladiva.

Chladicí cyklus absorpce par:

Chladicí cyklus s absorpcí par může snadno fungovat tam, kde není k dispozici vysoký výkon. Hlavním rozdílem mezi cyklem komprese par a cyklem chlazení s absorpcí par je výměna kompresoru.

V chladicím cyklu s absorpcí par se snižuje teplota systému, což se provádí v a uzavřený systémChladivo funguje jako médium a odvádí nežádoucí teplo z jakéhokoli konkrétního prostoru systému a po odstranění přenáší teplo tam, kde je teplota v chladicím systému nižší.

Přečtěte si více o Teplota nasyceného sání: Potřebujete znát kritická fakta

V generátoru chladicího cyklu absorpce par se používá redukční ventil, expanzní ventil, čerpadlo kondenzátoru a absorbér. Amoniak se v systému používá jako chladivo a směs čpavku, bromidu lithného, ​​vody a vody se používá jako absorbent.

Ideální cyklus komprese páry:

Ideální systém chladicího cyklu s kompresí páry nejprve chladivo vstupuje do kompresoru jako nasycená pára, poté se chladivo ochladí na kapalný stav nasycení uvnitř kondenzátoru. Když dojde k procesu škrcení v páře výparníku a tlak se absorbuje v chladicím prostoru.

Jednoduchý cyklus komprese páry:

Systémy chladicího cyklu s jednoduchým cyklem stlačování páry nejprve chladivo vstupuje do kompresoru jako pára s nižším tlakem. Poté došlo k přehřátí chladiva při vyšším tlaku uvnitř kondenzátoru. Když dojde k procesu škrcení, teplo se uvolní a vstoupí do dalšího procesu cyklu.

Přečtěte si více o Superheat Hvac : JE TO DŮLEŽITÉ KONCEPCE A 3 často kladené otázky

Skutečný cyklus komprese páry:

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

Přečtěte si více o Přehřátí chlazení: Všechny důležité 4 poznámky

Cyklus absorpce par:

Cyklus absorpce par v chladicím systému lze popsat jako chladivo zkondenzované v kondenzátoru a odpaření ve výparníku. V tomto procesu jsou přítomny všechny procesy chladicího systému, jako je komprese, kondenzace a expanzní odpařování. Jako chladivo lze použít bromid lithný, vodu nebo amoniak.

Aplikace cyklu absorpce par:

Aplikace cyklu absorpce par v chladicím systému je uvedena níže,

Domácí chlazení:

 V bytových jednotkách se potraviny skladují v domácím chlazení.

Chladírenské skladování a zpracování potravin:

Pro zpracování, konzervaci a skladování potravin od jejich původu zdroje až po výdejní místo velkoobchodních distribucí.

Komerční chlazení:

Vystavování a uchovávání čerstvých a mražených potravin v zadržovací zásuvce.

Lékařské chlazení:

Pro udržení léku ve správné teplotě se používá lékařské chlazení.

Elektronické chlazení:

Pro řízení teploty ve velkých počítačích, CMOS obvod (Komplementární polovodič oxidu kovu)využívá se elektronické chlazení.

Princip fungování cyklu absorpce par:

Princip fungování cyklu absorpce par je shrnut níže,

  1. Na začátku procesu přichází pára z výparníku a poté jde do absorbéru a pára je absorbována ve vodě.
  2. Během procesu absorpce latentního tepla se uvolňuje teplo míchání.
  3. Proces chlazení provádí absorbér, aby se v systému udržela nižší teplota.
  4. Absorpční kapacita se zvyšuje, když má absorbér nižší teplotu.
  5. Silná vodní směs čpavku a vody pochází z absorbéru a pomocí čerpadla přes aqua jde do horní části analyzátoru výměník tepla.
  6. Generátorem je směs aqua Falls odeslána do analyzátoru. V generátoru je přítomna vyšší teplota, z tohoto důvodu lze ze směsi snadno oddělit nízkovroucí amoniak.
  7. Proces ohřevu generátoru lze provádět pomocí solární energie, páry nebo elektrické energie. Během této doby se páry čpavku zvyšují analyzátorem.
  8. Během tohoto procesu se vlhká pára stala suchou párou a byla odeslána do kondenzátoru usměrňovačem.
  9. Voda je oddělena. Po oddělení je voda opět zpět do generátoru známého jako Drip. Pára bezvodého amoniaku jde pouze do kondenzátoru. Kapalný čpavek jde z kondenzátoru do výparníku přes expanzní ventil pro pokračování cyklu.
  10. Když je vodní směs horká, slábne a přichází do výparníku systému výměník tepla. Slabé horké akva opět pohltí páry čpavku a cyklus pokračuje dál.
  11. Tepelný výměník vody ohřívá silnou vodní směs a přechází do generátoru v tomto procesu je teplo redukováno v topných materiálech v generátoru.

Procesy cyklu absorpce par:

Proces cyklu absorpce par se provádí ve čtyřech krocích.

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 páry vstoupit do kondenzátor. 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.

Rozdíl mezi cyklem komprese páry a absorpce:

Zásadní rozdíl mezi cyklem stlačování páry a cyklem absorpce je Výkonový koeficient komprese páry je vysoký a u chladicího cyklu s absorpcí páry je výkonový koeficient nízký.

Níže je stručně uveden rozdíl mezi cyklem komprese páry a absorpce,

Zvláštní Cyklus komprese páry chladicího systému Absorpce par chladicí cyklus chladicího systému
Koeficient výkonu (COP) Vysoká, rozsah je asi 0.3 Nízký, rozsah je asi 0.6
Hluk Velmi vysoký provoz tichý provoz
Opotřebení Vysoká, protože pohyblivé části jsou více přítomny v systému komprese. Nízká, protože pohyblivé části jsou méně přítomny v systému absorpce.
Objemnost Víceméně Moře
Přítomnost úkrytu Bez úkrytu nelze umístit mimo systém Může být umístěn mimo systém bez přístřešku
Ovlivněno zátěží Moc Snížení zátěže žádný efekt
Možnost úniku Moře Méně
Plnění chladiva prostý Složitý
Práce s vysoce kvalitní energií Před operací je potřeba vysoká elektrická energie. Nízká elektrická energie není potřebná k předcházení operace pomocí zapalování spalovací motor, procesní teplo nebo petrolejová lampa může fungovat chladicí cyklus absorpce par chladicího systému.
Provozní náklady Vysoký Méně
Kapacita Méně, do 1000 tun Více, nad 1000 tun
Vhodné chladivo NH_3, R-12, R-11 Amoniak
Energie dodávaná jako vstup mechanický Tepelná energie
Stav chladiva Stlačený Absorbuje a zahřívá.
Dodávka energie Nízké Vysoký
Náklady na údržbu Vysoký Nízké
Tlak Vysoký Nízké
Pracovní kapacita Omezený Velký

Často kladené otázky: -

Otázka: Zapište si výhody chladicího cyklu Vapor Compression.

Řešení: Výhody chladicího cyklu Vapor Compression jsou uvedeny níže,

  1. Koeficient výkonu je příliš vysoký.
  2. Velikost není příliš velká, proto je instalace snadná.
  3. Provozní náklady jsou nízké.
  4. Teplotu lze snadno ovládat pomocí regulačního expanzního ventilu.
  5. Výparník velikost není velká.

Otázka: Zapište nevýhody chladicího cyklu Vapor Compression.

Řešení: Nevýhody Chladicí cyklus s kompresí páry je uveden níže,

  1. Používaná chladiva jsou toxická.
  2. Počáteční náklady jsou vysoké.
  3. Je přítomen únik.