Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación Rusa.

Universidad Técnica Estatal de Novosibirsk

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Característica definición
Instalación de refrigeración

Instrucciones metódicas

para estudiantes de fen todas las formas de aprendizaje.

Novosibirsk
2010

UDC 621.565 (07)

Compilado: Cand. tehn Ciencias, doc. ,

Revisor: Dr. Tech. Ciencias, profesor.

El trabajo se preparó en el Departamento de Estaciones Eléctricas Calientes.

© Novosibirsk State

universidad Técnica, 2010

Objetivo de laboratorio

1. Consolidación práctica del conocimiento de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, los ciclos, las unidades de refrigeración.

2. Familiarización con la unidad de refrigeración IF-56 y sus características técnicas.

3. Estudio y construcción de ciclos de refrigeración.

4. Determinar las características principales, instalación de refrigeración.

1. Fundamentos teóricos del trabajo.

Instalación de refrigeración

1.1. Ciclo inverso carno

La unidad de refrigeración está diseñada para transferir calor de una fuente fría a caliente. Según la redacción de Clausio, la termodinámica del calor no puede ir de un cuerpo frío a calor. En la unidad de refrigeración, dicha transferencia de calor no ocurre por sí misma, sino debido a la energía mecánica del compresor gastado en la compresión del vapor del refrigerante.

La característica principal de la unidad de refrigeración es un coeficiente de refrigeración, cuya expresión se obtiene de la ecuación de la primera ley de la termodinámica registrada para el ciclo inverso de la unidad de refrigeración, teniendo en cuenta que para cualquier ciclo, el cambio en el interno. Energía del fluido de trabajo D u.\u003d 0, a saber:

p.= p.1 – p.2 = l., (1.1)

dónde p.1 - Calor, dado a la fuente caliente; p.2 - Calor tomado de una fuente fría; l. - Trabajo de compresor mecánico.

De (1.1) se deduce que el calor se transmite a la fuente caliente

p.1 = p.2 + l., (1.2)

un coeficiente de refrigerador es una fracción de calor. p.2, transmitido desde una fuente fría a caliente, por unidad del compresor gastado

(1.3)

Valor máximo del factor de refrigeración para un rango de temperatura dado entre T.montaña caliente I. T.fuentes de calor fría tiene un ciclo inverso de carno (Fig. 1.1),

Higo. 1.1. Ciclo inverso carno

para el cual se suministra el calor. t.2 = const. Desde una fuente fría hasta el fluido de trabajo:

p.2 = T.2 · ( s.1 – s.4) = T.2 · DS (1.4)

y calor dado en t.1 = const. Desde el cuerpo de trabajo hasta una fuente fría:

p.1 = T.uno · ( s.2 – s.3) = T.1 · DS, (1.5)

En el ciclo inverso de Carno: 1-2 - compresión adiabática del fluido de trabajo, como resultado de lo cual la temperatura del fluido de trabajo T.2 se convierte en temperaturas más altas T.montañas de fuente caliente; 2-3 - Disipación de calor isotérmica. p.1 del fluido de trabajo a la fuente caliente; 3-4 - Expansión adiabática del cuerpo de trabajo; 4-1 - Calor isotérmico p.2 de una fuente fría al fluido de trabajo. Teniendo en cuenta las relaciones (1.4) y (1.5), la ecuación (1.3) para el coeficiente de refrigeración del ciclo posterior de Carno se puede representar como:

Cuanto mayor sea el valor E, más efectivo es el ciclo de refrigeración y el trabajo más pequeño. l. necesitará para la transferencia de calor p.2 de una fuente fría a caliente.

1.2. Ciclo de la unidad de refrigeración de parokomización.

El suministro isotérmico y la eliminación del calor en la unidad de refrigeración se pueden llevar a cabo si el refrigerante es el líquido de ebullición bajo, cuyo punto de ebullición en la presión atmosférica t.0 £ 0 OC, y con temperaturas de ebullición negativas, la presión de ebullición pag.0 debe ser más atmosférico para eliminar los asientos de aire en el evaporador. La baja presión de compresión le permite hacer un compresor liviano y otros elementos de la unidad de refrigeración. Con un importante calor oculto de vaporización. r. Los volúmenes bajos específicos son deseables. v., que reduce las dimensiones del compresor.

Un buen refrigerante es amoniaco NH3 (en punto de ebullición t.k \u003d 20 os, presión de saturación pag.k \u003d 8.57 bar y cuando t.0 \u003d -34 OS, pag.0 \u003d 0.98 bar). El calor oculto de la vaporización es más alto que en otros refrigeradores, pero sus desventajas: la toxicidad y la actividad de corrosión en relación con los metales no ferrosos, por lo tanto, en unidades de refrigeración de hogares, el amoníaco no se aplica. No malos refrigerantes son cloruro de metilo (CH3CL) y etano (C2H6); El anhídrido sulfuriano (SO2) debido a la alta toxicidad no se aplica.

Los freones se usan ampliamente como refrigeradores: derivados de fluorocloro de los hidrocarburos más simples (principalmente metano). Las propiedades distintivas del freón son su resistencia química, no toxicidad, falta de interacción con materiales estructurales cuando t. < 200 оС. В прошлом веке наиболее широкое распространение получил R12, или фреон – 12 (CF2CL2 – дифтордихлорметан), который имеет следующие теплофизические характеристики: молекулярная масса m = 120,92; температура кипения при атмосферном давлении pag.0 \u003d 1 bar; t.0 \u003d -30.3 OC; Parámetros críticos R12: pag.kr \u003d 41.32 bar; t.kr \u003d 111.8 OS; v.kr \u003d 1.78 × 10-3 m3 / kg; Índice AdiaBRACT k. = 1,14.

Freon Production - 12, como la sustancia que destruye la capa de ozono, se prohibió en Rusia en 2000, solo se permitió el uso de la R12 ya se permitió el uso de los equipos ya producidos.

2. operación de la instalación de refrigeración if-56

2.1. agregado de refrigerador

La unidad IF-56 está diseñada para enfriar el aire en la cámara de refrigeración 9 (Fig. 2.1).

Fan "href \u003d" / texto / categoría / ventilytor / "rel \u003d" Bookmark "\u003e Ventilador; 4 - Receptor; 5 -Conacional;

6 - Filtro-desecante; 7 - choke; 8 - evaporador; 9 - Cámara refrigerada

Higo. 2.2. Ciclo de refrigeración

En el proceso de aceleración del freón líquido en el estrangulamiento 7 (proceso 4-5 v pH-Diagram) se evapora parcialmente, la evaporación principal de Freon se produce en el evaporador 8 debido al calor tomado del aire en la cámara de refrigeración (el proceso isobaro-isotérmico 5-6 pag.0 = const. y t.0 = const.). El vapor precalentado con temperatura entra en el compresor 1, donde se comprime de presión pag.0 a presión pag.K (politrófica, compresión válida 1-2D). En la Fig. 2.2 También representa la compresión teórica y adiabática 1-2A s.1 = const...gif "Ancho \u003d" 16 "altura \u003d" 25 "\u003e (Proceso 4 * -4). El freón líquido fluye hacia el receptor 5, desde donde a través del filtro-desecante 6 va al CHOKE 7.

Datos técnicos

El evaporador 8 consiste en baterías con aletas: convectores. Las baterías están equipadas con el estrangulador 7 con la válvula termostática. Condensador 4 con aire forzado enfriado, rendimiento del ventilador V.B \u003d 0.61 m3 / s.

En la Fig. 2.3 muestra un ciclo válido de una unidad de refrigeración de parocompresión, construida de acuerdo con sus resultados de prueba: 1-2A - compresión adiabática (teórica) del vapor del refrigerante; 1-2D - compresión visible en acción en el compresor; 2D-3 - El enfriamiento isobárico del vapor para
temperatura de condensación t.A; 3-4 * - la condensación isobaro-isotérmica del vapor del refrigerante en el condensador; 4 * -4 - condensado subenfriamiento;
4-5 - aceleración ( h.5 = h.4) Como resultado de lo cual el agente de refrigeración líquido se evapora parcialmente; 5-6 - Evaporación isobaro-isotérmica en el evaporador del refrigerador; 6-1 - Sobre el sobrecalentamiento isobárico de un par saturado seco (punto 6, h.\u003d 1) a la temperatura t.1.

Higo. 2.3. Ciclo de refrigeración en pH-Diagrama

2.2. características de rendimiento

Las principales características operativas de la unidad de refrigeración son la capacidad de enfriamiento. P.El consumo de energía NORTE., Consumo Refrigeratorio GRAMO. y capacidad de enfriamiento específico p.. La capacidad de enfriamiento está determinada por la fórmula, kW:

P. = Gq. = GRAMO.(h.1 – h.4), (2.1)

dónde GRAMO. - Consumo del refrigerante, kg / s; h.1 - Pareja entalpy a la salida del evaporador, kj / kg; h.4 - Enthalpy de un refrigerante líquido antes del estrangulamiento, KJ \u200b\u200b/ kg; p. = h.1 – h.4 - Capacidad de enfriamiento específica, KJ / kg.

También utilizado específico volumen Capacidad de enfriamiento, KJ \u200b\u200b/ M3:

p.v \u003d. p./ v.1 = (h.1 – h.4)/v.1. (2.2)

Aquí v.1 - El volumen específico de vapor en la salida del evaporador, M3 / kg.

El consumo del refrigerante se encuentra de acuerdo con la fórmula, kg / s:

GRAMO. = P.A/( H.2d - h.4), (2.3)

P. = c.’pM.V.EN( t.A LAS 2 - t.EN 1). (2.4)

Aquí V.B \u003d 0.61 m3 / s - El rendimiento del ventilador, condensador de enfriamiento; t.EN 1, t.B2 - Temperatura del aire en la entrada y salida del condensador, ºС; c.’pM. - Capacidad de calor de aire de iSOBAR a granel mediano, KJ \u200b\u200b/ (M3 · K):

c.’pM. = (μ cpm.)/(μ v.0), (2.5)

donde (μ. v.0) \u003d 22.4 m3 / kmol: el volumen de aire de oración de kilo en condiciones físicas normales; (μ. cpm.) - la capacidad de calor molar isobárica promedio, que está determinada por la fórmula empírica, kj / (kolol · k):

(μ cpm.) \u003d 29,1 + 5,6 · 10-4 ( t.B1 +. t.A LAS 2). (2.6)

Potencia teórica de compresión adiabática del vapor del refrigerante en proceso 1-2a, kW:

NORTE.A \u003d. GRAMO./( H.2a - h.1), (2.7)

Capacidad relativa de enfriamiento adiabático y real:

k.A \u003d. P./NORTE.PERO; (2.8)

k. = P./NORTE., (2.9)

presentación de calor transmitido desde una fuente de frío a energía teórica caliente, por unidad (adiabática) y válida (energía eléctrica de la unidad de compresor). El coeficiente del refrigerador tiene lo mismo. significado físico y determinado por la fórmula:

ε = ( h.1 – h.4)/(h.2d - h.1). (2.10)

3. Pruebas de refrigeración

Después de iniciar la unidad de refrigeración, es necesario esperar el modo estacionario ( t.1 \u003d const t.2D \u003d Const), luego mida todas las lecturas de instrumentos y coloque en la tabla de medición 3.1, basada en los resultados de los cuales para construir un ciclo de refrigeración en pH- I. ts.- Ordenados utilizando una tabla de vapor para Freon-12 que se muestra en la FIG. 2.2. El cálculo de las características principales de la unidad de refrigeración se realiza en la tabla. 3.2. Temperaturas de evaporación t.0 y condensación t.K Encuentra dependiendo de las presiones pag.0 I. pag.A la mesa. 3.3. Presión absoluta pag.0 I. pag.K están determinados por fórmulas, bar:

pag.0 = B./750 + 0,981pag.0m, (3.1)

pag.K \u003d. B./750 + 0,981pag.Km, (3.2)

dónde EN - Presión atmosférica sobre el barómetro, mm. RT. S t.; pag.0m - Exceso de presión de evaporación por manómetro, ATI; pag.KM - Presión excesiva de condensación sobre el manómetro, ATI.

Tabla 3.1

Resultados de mediciones.

	Valor	Dimensión	Valor	Nota
	Presión de evaporación pag.0m			por maniontra
	Presión de condensación pag.Km			por maniontra
	Temperatura en la cámara de refrigeración, t.HC			por termopar 1.
	La temperatura del cofre de refrigerante frente al compresor, t.1			por termopar 3.
	La temperatura del cofre de refrigerante después del compresor, t.2d			por termopar 4.
	Temperatura de condensado después de un condensador, t.4			en términos de termopar 5.
	Temperatura del aire después de un condensador, t.A LAS 2			por termopar 6.
	Temperatura del aire frente al condensador, t.EN 1			por termopar 7.
	Potencia de impulsión del compresor, NORTE.			vattmetter
	Presión de evaporación pag.0			por fórmula (3.1)
	Temperatura de evaporación t.0			mesa. (3.3)
	Presión de condensación pag.A			por fórmula (3.2)
	Temperatura de condensación, t.A			mesa. 3.3.
	Entalpía del cofre de refrigerante frente al compresor, h.1 = f.(pag.0, t.1)			por pH-Diagrama
	Vapor de entalpía de refrigerante después del compresor, h.2d \u003d f.(pag.A, t.2d)			por pH-Diagrama
	Vapor de entalpía de refrigerante después de la compresión adiabática, h.2a.			por ph-diagrama
	Condensado de entalpía después de un condensador, h.4 = f.(t.4)			por ph-diagrama
	El volumen específico de vapor frente al compresor, v.1=f.(pag.0, t.1)			por pH-Diagrama
	Flujo de aire a través del condensador V.EN			Por pasaporte ventilador

Tabla 3.2.

Cálculo de las principales características de la unidad de refrigeración.

A

	Valor	Dimensión		Valor
	La capacidad de calor de Mole promedio, (m depM.)	kj / (kombol × k)	29.1 + 5.6 × 10-4 ( t.B1 +. t.A LAS 2)
	Capacidad de calor a granel del aire, de¢ pag.mETRO.	kj / (m3 × k)	(METRO. cP.m) / 22.4
	c.¢ pag.mETRO. V.EN( t.A LAS 2 - t.EN 1)
	Consumo de refrigerante, GRAMO.		P.A / ( h.2d - h.4)
	Capacidad específica de enfriamiento p.		h.1 – h.4
	Capacidad de enfriamiento P.		Gq.
	Capacidad volumétrica específica, qv.		P. / v.1
	Poder adiabático, NORTE.uNA.		GRAMO.(h.2a - h.1)
	Capacidad relativa de enfriamiento adiabático. APERO		P. / NORTE.PERO
	Capacidad relativa de enfriamiento real A		P. / NORTE.
	Coeficiente de refrigerador E		p. / (h.2d - h.1)

Tabla 3.3.

Presión de saturación Freon-12 (Cf.2 Cl.2 - diftorudichlorometano)

40

1. Esquema y descripción de la unidad de refrigeración.

2. Tablas de mediciones y cálculos.

3. Tarea completada.

La tarea

1. Construir un ciclo de refrigeración en pH-Diagrama (Fig. 1).

2. Hacer mesa. 3.4, usando pH-Diagrama.

Tabla 3.4.

Datos iniciales para construir un ciclo de refrigeración ents. -Cordatarias

2. Construir un ciclo de refrigeración en ts.-Diagrama (Fig. 2).

3. Determine el valor del coeficiente de refrigeración del ciclo inverso de Carno según la fórmula (1.6) para T.1 = T.A I. T.2 = T.0 y compárelo con el coeficiente de refrigeración de la instalación real.

LITERATURA

1. Sharov, Yu. I.Comparando los ciclos de las instalaciones de refrigeración en refrigerantes alternativos / // Energía y ingeniería de energía térmica. - Novosibirsk: NSTU. - 2003. - Vol. 7, - p. 194-198.

2. Kirillin, V. A.Termodinámica técnica / ,. - M.: Energia, 1974. - 447 p.

3. VarGaftik, N. B. Manual sobre las propiedades termofísicas de los gases y líquidos. - M.: Ciencia, 1972. - 720 p.

4. Andryzchenko, A. I. Conceptos básicos de la termodinámica técnica de procesos reales. - M.: Escuela Superior, 1975.

La unidad IF-56 está diseñada para enfriar el aire en la cámara de refrigeración 9 (Fig. 2.1). Los elementos principales son: compresor de pistón freonal 1, condensador de refrigeración por aire 4, choke 7, baterías evaporativas 8, filtro-secador 6, relleno de absorbente de humedad - silicogel, receptor 5 para la recolección de condensado, ventilador 3 y motor eléctrico 2.

Higo. 2.1. Esquema de la unidad de refrigeración IF-56:

Datos técnicos

Marca de compresor
Número de cilindros
Volumen descrito por Pistons, M3 / H
Refrigerador
Capacidad de enfriamiento, KW
en t0 \u003d -15 ° C: tk \u003d 30 ° C
en t0 \u003d +5 ° C tk \u003d 35 ° C
Motor eléctrico, KW
La superficie exterior del condensador, m2.
Superficie externa del evaporador, m2.

El evaporador 8 consiste en dos baterías acanaladas: convectores. Las baterías están equipadas con el estrangulador 7 con la válvula termostática. Condensador 4 con aire forzado enfriado, rendimiento del ventilador

Vb \u003d 0.61 m3 / s.

En la Fig. 2.2 y 2.3 muestra un ciclo válido de una unidad de refrigeración de parocompresión, construida de acuerdo con sus resultados de prueba: 1 - 2a - compresión adiabática (teórica) del vapor del refrigerante; 1 - 2D - compresión visible en la acción en el compresor; 2D - 3 - El enfriamiento isobárico del vapor para

temperatura de condensación TK; 3 - 4 * - la condensación isobaro-isotérmica del vapor del refrigerante en el condensador; 4 * - 4 - Condensado subenfriamiento;

4 - 5 - Terreno (H5 \u003d H4), como resultado de lo cual el agente de refrigeración de líquido se evapora parcialmente; 5 - 6 - Evaporación isobaro-isotérmica en el evaporador de la cámara de refrigeración; 6 - 1 - Sobre el sobrecalentamiento isobárico de un par saturado seco (punto 6, x \u003d 1) a T1 temperatura.

Todas las máquinas de refrigeración pequeñas fabricadas en nuestro país son Freon. Para trabajar en otros refrigeradores, no se producen en serie.

Fig .99. Esquema de la máquina de refrigeración IF-49M:

1 - Compresor, 2 - Condensador, 3 - Temperadores, 4 - Evaporadores, 5 - Intercambiador de calor, Cartuchos de 6 sensibles, Relé de 7 presión, 8 - Puerta de 2 veces, 9 - Desecante, 10 - Filtro, 11 - Motor eléctrico, 12 - Interruptor magnético.

Las máquinas de refrigeración pequeñas se basan en los agregados de capacitores de compresores de freón mencionados anteriormente del rendimiento apropiado. La industria produce máquinas de refrigeración pequeñas principalmente con agregados con una capacidad de 3.5 a 11 kW. Estos incluyen máquinas IF-49 (Fig. 90), IF-56 (Fig. 100), HM1-6 (Fig. 101); CMV1-6, HM1-9 (Fig.102); Cmv1-9 (fig.103); máquinas sin marcas especiales con agregados ACF-4M (Fig.104); AFV-6 (fig.105).

Fig.104. Esquema de una máquina de refrigeración con agregado AFV-4M;

1 - Cap-4M Capacitor, 2 - Intercambiador de calor TF-20M; 3 - Válvula de Guardia de Guarda BP-15, 4 - Interruptor de presión RD-1, 5 - Compresor FV-6, 6 - Motor eléctrico, 7 - Filtro-Desecante OFF-10A, 8 - Evaporadores IRSN-12,5 M, 9 - Válvulas termostáticas TRV -2M, 10 - cartuchos sensibles.

En cantidades significativas, también hay máquinas con agregados de SU-2.8, FAQ-0,7E, FAX-1,1 y FAVA-1.5M.

Integran todas estas máquinas para enfriar directamente las cámaras de refrigeración estacionaria y varios comercios. equipo de refrigeración Catering pública y tiendas de alimentos.

Como evaporadores, se utilizan baterías de bobina acanalada utilizadas de IRSN-10 o IRSN-12.5.

Todas las máquinas están completamente automatizadas y completadas con válvulas termostáticas, interruptor de presión y válvulas reguladoras de agua (si la máquina con condensador de enfriamiento de agua). Relativamente grande de estas máquinas - HM1-6, CMV1-6, HM1-9 y CMV1-9 - Suministro, además, válvulas de solenoides y relés de temperatura de la cámara, una válvula solenoide común se instala en el escudo de refuerzo en frente del colector de líquido , con el que puede deshabilitar la alimentación de Freon en todos los evaporadores inmediatamente, y las válvulas de solenoide de la cámara, en las tuberías que suministran freón líquido a dispositivos de enfriamiento. Si las cámaras están equipadas con varios dispositivos de refrigeración y las fuentes de freón en ellos se producen en dos tuberías (consulte los esquemas), la válvula solenoide se coloca en una de ellas, de modo que no todos los dispositivos de enfriamiento de la cámara de enfriamiento a través de esta válvula, sino Sólo aquellos que se alimenta.