La naturaleza física del calor y el frío es la misma, la diferencia está solo en la velocidad de movimiento de las moléculas y un átomo. En un cuerpo más calentado, la velocidad de movimiento es mayor que en uno menos calentado. Cuando se suministra calor al cuerpo, el movimiento aumenta; cuando se elimina el calor, disminuye. Por tanto, la energía térmica es la energía interna del movimiento de moléculas y átomos.
Enfriar el cuerpo es la eliminación del calor, acompañado de una disminución de la temperatura. La forma más sencilla de enfriamiento es el intercambio de calor entre el cuerpo enfriado y el medio ambiente: aire exterior, agua de mar de río, suelo. Pero de esta manera, incluso con el intercambio de calor más perfecto, la temperatura del cuerpo enfriado se puede reducir solo a la temperatura ambiente. Este enfriamiento se llama enfriamiento natural. Enfriar el cuerpo por debajo de la temperatura ambiente se llama artificial. Para ello, utilizan principalmente el calor latente que absorben los cuerpos cuando cambia su estado de agregación.
La cantidad de calor o frío se mide en calorías o kilogramos-calorías (kilocalorías). Una caloría es la cantidad de calor necesaria para calentar 1 g de agua en 1 a presión atmosférica normal, una kilocaloría es para calentar 1 kg de agua en 1 ° C en las mismas condiciones.
Hay varias formas de obtener resfriado artificial. El más simple de ellos es el enfriamiento con hielo o nieve, cuyo derretimiento va acompañado de la absorción de una cantidad bastante grande de calor. Si las ganancias de calor del exterior son pequeñas y la superficie de transferencia de calor del hielo o la nieve es relativamente grande, entonces la temperatura en la habitación se puede reducir a casi 0 ° C. Prácticamente en una habitación enfriada por hielo o nieve, la temperatura del aire se puede mantener solo a un nivel de 5-8 ° C. El enfriamiento con hielo utiliza hielo de agua o dióxido de carbono sólido (hielo seco).
Cuando se enfría con hielo de agua, hay un cambio en su estado de agregación: derretimiento (derretimiento). La capacidad de enfriamiento, o la capacidad de enfriamiento del hielo de agua pura, se llama calor específico de fusión. Es igual a 335 kJ / kg. La capacidad calorífica del hielo es de 2,1 kJ / kg de grado.
El hielo de agua se utiliza para el enfriamiento y almacenamiento estacional de productos alimenticios, verduras, frutas en zonas climáticas con un largo período de frío, donde se puede preparar fácilmente en condiciones naturales en invierno.
El hielo de agua se utiliza como agente refrigerante en glaciares especiales e instalaciones de almacenamiento de hielo. Hay glaciares con carga inferior de hielo (glaciar-bodega) y con carga lateral - tipo bolsillo.
El enfriamiento con hielo tiene inconvenientes importantes: la temperatura de almacenamiento está limitada por la temperatura de derretimiento del hielo (generalmente la temperatura del aire en los depósitos de hielo es de 5-8 ° C), es necesario colocar suficiente hielo en el glaciar durante todo el período de almacenamiento y agregarlo según sea necesario; costos de mano de obra significativos para la preparación y almacenamiento de hielo de agua; grandes dimensiones de la sala de almacenamiento de hielo, aproximadamente 3 veces el tamaño de la sala de almacenamiento de alimentos; costos de mano de obra significativos para el cumplimiento de los requisitos necesarios para el almacenamiento de productos alimenticios y la eliminación del agua de fusión.
El enfriamiento de hielo y sal se realiza utilizando agua triturada y sal. La adición de sal aumenta la velocidad de derretimiento del hielo y disminuye la temperatura a la que el hielo se derrite. Esto se debe a que la adición de sal debilita la cohesión molecular y destruye las redes de los cristales de hielo. La fusión de la mezcla de hielo y sal procede con la extracción de calor del ambiente, como resultado de lo cual el aire ambiente se enfría y su temperatura disminuye. Con un aumento en el contenido de sal en la mezcla de hielo y sal, su punto de fusión disminuye. La solución salina con la temperatura de fusión más baja se llama eutéctica y su temperatura de fusión se llama punto de criohidrato. El punto de criohidrato para una mezcla de hielo-sal con sal de mesa es de -21,2 ° C, con una concentración de sal en la solución del 23,1% en relación a la masa total de la mezcla, que es aproximadamente igual a 30 kg de sal por 100 kg. de hielo. Con una concentración adicional de sal, no hay una disminución en la temperatura de fusión de la mezcla de hielo y sal, sino un aumento en la temperatura de fusión (a una concentración de sal del 25% en la solución con respecto a la masa total, la temperatura de fusión aumenta a -8ºC). ° C).
Cuando se congela una solución acuosa de sal común a una concentración correspondiente al punto de criohidrato, se obtiene una mezcla homogénea de cristales de hielo y sal, que se denomina solución sólida eutéctica.
El punto de fusión de la solución sólida eutéctica de cloruro de sodio es -21,2 ° C y el calor de fusión es 236 kJ / kg. La solución eutéctica se utiliza para enfriar zerotor. Para hacer esto, se vierte una solución eutéctica de sal de mesa en los zeroty, formas bien selladas, y se congelan. Los granos congelados se usan para enfriar mostradores, gabinetes, bolsas refrigeradas portátiles, etc. En el comercio, el enfriamiento con hielo y sal se usaba ampliamente antes de la producción en masa de equipos con un método de enfriamiento por máquina.
El enfriamiento con hielo seco se basa en la propiedad del dióxido de carbono sólido de sublimarse, es decir, cuando se absorbe el calor, pasa de un estado sólido a un estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Las propiedades físicas del hielo seco son las siguientes: la temperatura de sublimación a presión atmosférica es de 78,9 ° C, el calor de sublimación es de 574,6 kJ / kg.
El hielo seco tiene las siguientes ventajas sobre el hielo de agua:
Puede obtenerse una temperatura más baja;
El efecto de enfriamiento de 1 kg de hielo seco es casi 2 veces mayor que el de 1 kg de hielo de agua:
Al enfriar no se produce humedad, además, cuando se sublima el hielo seco, se forma dióxido de carbono gaseoso, que es un conservante que contribuye a una mejor conservación de los alimentos.
El hielo seco se utiliza para el transporte de productos congelados, el enfriamiento de helados envasados, frutas y verduras congeladas.
El enfriamiento artificial también se puede lograr mezclando hielo o nieve con ácidos diluidos. Por ejemplo, una mezcla de 7 partes de nieve o hielo y 4 partes de ácido nítrico diluido tiene una temperatura de -35 ° C. También se pueden obtener bajas temperaturas disolviendo sales en ácidos diluidos. Entonces, si se disuelven 5 partes de nitrato de amonio y 6 partes de sulfato de sodio en 4 partes de ácido nítrico diluido, entonces la mezcla tendrá una temperatura de -40 ° C.
La obtención de frío artificial con ayuda de nieve o hielo, así como con la ayuda de mezclas de enfriamiento tiene importantes inconvenientes: la laboriosidad de los procesos de recolección de hielo o nieve, su entrega, la dificultad de regulación automática, capacidades limitadas de temperatura.
Recientemente, en relación con la crisis energética, la contaminación ambiental, el problema de utilizar métodos no tradicionales y respetuosos con el medio ambiente para obtener frío para el procesamiento de refrigeración de productos alimenticios se ha vuelto cada vez más urgente. El más prometedor de ellos es el método criogénico basado en nitrógeno líquido y gaseoso con el uso de un sistema de enfriamiento de flujo continuo sin máquina, que permite un uso único de un crioagente.
Las perspectivas de este método de suministro de frío están aumentando debido al descubrimiento en Rusia de grandes reservas (340 mil millones de m 3) de gases subterráneos con alto contenido de nitrógeno. El costo principal del nitrógeno purificado es un orden de magnitud menor que el del nitrógeno obtenido mediante el método de separación de aire.
Los sistemas de enfriamiento de nitrógeno de flujo continuo sin máquina tienen ventajas significativas: son muy confiables en su funcionamiento y tienen una alta tasa de congelación, lo que garantiza una preservación casi completa de la calidad y apariencia del producto, así como una mínima pérdida de peso debido a la contracción.
Cabe señalar especialmente la pureza ecológica de tales sistemas (la atmósfera de la Tierra contiene hasta un 78% de nitrógeno gaseoso).
El método de enfriamiento más común y conveniente desde el punto de vista operativo es el enfriamiento de la máquina.
El enfriamiento de la máquina es un método para obtener frío cambiando el estado agregado del refrigerante, hirviéndolo a bajas temperaturas con la eliminación del calor de vaporización necesario del cuerpo o medio enfriado.
Para la posterior condensación de los vapores de refrigerante, se requiere un aumento preliminar de su presión y temperatura.
El método de enfriamiento de la máquina también puede basarse en la expansión adiabática (sin suministro de calor ni eliminación) del gas comprimido. Cuando el gas comprimido se expande, su temperatura desciende significativamente, ya que el trabajo externo en este caso se realiza debido a la energía interna del gas. El funcionamiento de los enfriadores de aire se basa en este principio.
El enfriamiento mediante la expansión del gas comprimido, en particular el aire, es diferente de todos los métodos de enfriamiento. Al mismo tiempo, el aire no cambia su estado de agregación, como el hielo, las mezclas y el freón, solo se calienta, percibiendo el calor del ambiente (del cuerpo enfriado).
El uso generalizado de la refrigeración de máquinas en el comercio se explica por varias de sus propiedades operativas y ventajas económicas. Las condiciones de temperatura estables y fácilmente ajustables, el funcionamiento automático de la máquina de refrigeración sin grandes gastos de mano de obra para el mantenimiento, mejores condiciones sanitarias e higiénicas para el almacenamiento de alimentos, la compacidad y la eficiencia general determinan la conveniencia de utilizar la refrigeración de la máquina.
En las empresas de comercio mayorista y minorista, las máquinas de refrigeración de vapor se utilizan principalmente, cuya acción se basa en la ebullición a bajas temperaturas de sustancias de trabajo especiales: refrigerantes Las máquinas de refrigeración de vapor se dividen en compresión, en la que los vapores de refrigerante se comprimen en un compresor. a expensas de la energía mecánica y la absorción, en la que los vapores de refrigerante son absorbidos por el absorbente.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de una máquina de refrigeración por compresión. La máquina de refrigeración por compresión (Fig. 3.1) consta de las siguientes unidades principales: evaporador, compresor, condensador, receptor, filtro, válvula termostática. El funcionamiento automático de la máquina está garantizado por una válvula termostática y un regulador de presión. Los dispositivos auxiliares que contribuyen al aumento de la eficiencia y confiabilidad del funcionamiento de la máquina incluyen: un receptor, un filtro, un intercambiador de calor, un deshumidificador. La máquina es accionada por un motor eléctrico.
Un evaporador es una batería de enfriamiento que absorbe el calor del ambiente debido al refrigerante que hierve a baja temperatura. Dependiendo del tipo de medio a enfriar, los evaporadores se distinguen por enfriar líquido y aire.
Arroz. Diagrama de la máquina de refrigeración por compresión:
1 - compresor; 2 - condensador; 3 - receptor; 4 - filtro; 5 -
Válvula termostática; 6 - evaporador; 7 - enfriado
cámara; 8 - motor eléctrico; 9 - arrancador magnético; 10 -
interruptor de botón; 11 - presostato
El compresor está diseñado para aspirar los vapores de refrigerante del evaporador, comprimirlos e inyectarlos en estado sobrecalentado al condensador. Los compresores de pistón y rotativos se utilizan en pequeñas máquinas de refrigeración, siendo los alternativos los más extendidos.
El condensador es un intercambiador de calor que se utiliza para licuar los vapores de refrigerante enfriándolos. Por tipo de medio refrigerante, los condensadores se producen con refrigeración por agua y aire. Los condensadores con movimiento de aire forzado tienen bobinas planas dispuestas verticalmente hechas de tubos con aletas de cobre o acero. El enfriamiento por aire natural se usa solo en máquinas de refrigeración para refrigeradores eléctricos domésticos. Los condensadores enfriados por agua son de tipo carcasa y carcasa y carcasa y tubo escribe.
Receptor: un depósito utilizado para recolectar refrigerante líquido con el fin de asegurar su flujo uniforme a la válvula termostática y al evaporador. En las pequeñas máquinas de freón, el receptor está diseñado para recolectar refrigerante durante las reparaciones de la máquina.
El filtro consta de una malla de cobre o latón y juntas de tela. Sirve para limpiar el sistema y el refrigerante del agente de impurezas mecánicas formadas como resultado de una limpieza insuficiente durante la fabricación, instalación y reparación. Los filtros son líquidos y de vapor. Se instala un filtro de líquido después del receptor frente a la válvula termostática, y se instala un filtro de vapor en la línea de succión del compresor.
Para evitar la entrada de óxido y partículas mecánicas en los cilindros de las pequeñas máquinas de refrigeración de freón, se inserta un filtro en forma de copa de malla de latón en la cavidad de succión del compresor.
La válvula de expansión termostática asegura un flujo uniforme de refrigerante en el evaporador, atomiza el refrigerante líquido, reduciendo así la presión de condensación a la presión de evaporación.
La eficiencia de la máquina de refrigeración depende en gran medida del correcto ajuste de la válvula termostática. Un exceso de refrigerante líquido en el evaporador debido al funcionamiento húmedo del compresor puede provocar un golpe de ariete. En caso de llenado insuficiente del evaporador con líquido, parte de su superficie no se utiliza, lo que conduce a una violación del funcionamiento normal de la máquina y a una disminución de la temperatura de evaporación del refrigerante.
El regulador de presión consta de un presostato (regulador de baja presión) y un controlador de presión (presostato de alta). Para ajustar el régimen de temperatura dentro de ciertos límites, es necesario que la capacidad frigorífica de la enfriadora supere siempre la aportación de calor. Por lo tanto, en condiciones normales, no es necesario el funcionamiento continuo del enfriador.
El encendido periódico de la máquina frigorífica se realiza automáticamente mediante el presostato. El régimen de temperatura requerido se logra regulando la duración de las pausas en el funcionamiento de la máquina frigorífica. El controlador de presión sirve para proteger contra la acumulación excesiva de presión en la línea de descarga. Cuando la presión en el condensador supera las 10 atm. (la norma es 6-8 atm.) abre el circuito de la bobina del arrancador magnético, se apaga la alimentación del motor eléctrico y se detiene la máquina frigorífica.
La máquina de refrigeración funciona de la siguiente manera. Un líquido altamente volátil (freón-12) ingresa al evaporador a través de una válvula termostática. Cuando se expone a condiciones de baja presión, hierve, se convierte en vapor y al mismo tiempo elimina el calor del aire que rodea el evaporador.
Desde el evaporador, los vapores de freón son succionados por el compresor, licuados y, en un estado sobrecalentado por compresión, son bombeados al condensador. En un condensador enfriado por agua o aire, se convierten en líquido. El freón líquido fluye por las tuberías del condensador y se acumula en el receptor, desde donde pasa a través del filtro a presión, donde se retienen las impurezas mecánicas (arena, cascarilla, etc.).
El freón se purifica de impurezas, pasa a través de un estrecho (la apertura de la válvula termostática, estrangula (se arruga), atomiza y, con una fuerte disminución de la presión y la temperatura, ingresa al evaporador, después de lo cual se repite el ciclo.
El ciclo de trabajo de la máquina frigorífica, teniendo en cuenta la interacción de los dispositivos de automatización, es el siguiente. Cuando el motor eléctrico está apagado, los contactos del interruptor de presión están abiertos, la válvula termostática no deja que el freón líquido del condensador ingrese al evaporador, ya que la aguja ha entrado completamente en el sillín y ha cerrado herméticamente el área de flujo. En este momento, el evaporador continúa el proceso de hervir el refrigerante líquido que queda después de apagar la máquina. Por la entrada de calor externo, la temperatura del evaporador aumenta gradualmente y, por lo tanto, aumenta la presión de los vapores acumulados en él. La presión en el evaporador aumentará hasta que el presostato del presostato cierre los contactos y la máquina comience a funcionar.
Cuando se enciende la máquina, comienza la succión de vapores sobrecalentados del evaporador al compresor. Esto aumenta la temperatura y la presión en el sensible cartucho de la válvula termorreguladora, como resultado de lo cual la válvula de aguja abre el orificio. El refrigerante líquido, hirviendo intensamente, se precipita hacia las tuberías del evaporador. La ebullición va acompañada de una disminución significativa de la temperatura de la mezcla vapor-líquido, como resultado de lo cual se enfrían las paredes del evaporador, el aire que lo rodea y los alimentos perecederos.
Bajar la temperatura ambiente reduce la cantidad de ganancia de calor, la ebullición se vuelve menos intensa, la cantidad de vapor disminuye, la presión en el evaporador cae al límite en el que el presostato abre los contactos y la máquina se detiene. En el momento en que se apaga la máquina, el suministro de refrigerante líquido al evaporador se reduce, ya que un exceso de refrigerante que ingresa conduce a una disminución de la temperatura de los vapores de salida y al cierre automático de la válvula de aguja del termostático. válvula de expansión. Unos segundos después de parar la máquina, finalmente se iguala la presión en el termocilindro y el evaporador y se cierra la válvula de aguja.
Refrigerantes Los refrigerantes son las sustancias de trabajo de las máquinas de refrigeración a vapor, con la ayuda de las cuales se obtienen bajas temperaturas. Los más comunes son el freón y el amoníaco.
Al elegir un refrigerante, se guían por sus propiedades termodinámicas, termofísicas, fisicoquímicas y fisiológicas. El costo y la disponibilidad también son importantes. Los refrigerantes no deben ser venenosos, no deben causar asfixia e irritación de las membranas mucosas de los ojos, la nariz y el tracto respiratorio de una persona.
El freón-12 (R-12) tiene la fórmula química CHF 2 C1 2 (difluorodiclorometano). Es una sustancia gaseosa incolora con un olor específico débil, que comienza a notarse cuando el contenido volumétrico de sus vapores en el aire es superior al 20%. El freón-12 tiene buenas propiedades termodinámicas.
El freón-22 (R-22) o difluoromonoclorometano (CHF 2 C1), así como el freón-12, tienen buenas propiedades termodinámicas y operativas. Se diferencia por un punto de ebullición más bajo y un calor de vaporización más alto. La capacidad de refrigeración volumétrica del Freón-22 es aproximadamente 1,6 veces mayor que la del Freón-12.
El amoníaco (NH 3) es un gas incoloro con un fuerte olor característico sofocante. El amoníaco tiene una capacidad de refrigeración volumétrica bastante alta. Su producción se basa principalmente en el método de combinar hidrógeno con nitrógeno a alta presión con la presencia de un catalizador. El amoníaco también se usa para obtener bajas temperaturas (hasta -70 ° C) bajo alto vacío. El calor de vaporización, la capacidad calorífica y el coeficiente de conductividad térmica del amoníaco son más altos y la viscosidad del líquido es más baja que la de los freones. Por tanto, tiene un elevado coeficiente de transferencia de calor. El costo del amoníaco es bajo en comparación con otros refrigerantes.
Como saben, algunos refrigerantes tienen propiedades que agotan la capa de ozono, lo que no puede dejar de alarmar a la comunidad internacional.
La capacidad de los refrigerantes que contienen cloro para provocar este proceso se denomina potencial de agotamiento del ozono - ODP (Figura 3 2)
Arroz. Potencial de agotamiento de la capa de ozono
La capacidad de varias sustancias para provocar procesos de calentamiento global se denomina potencial de calentamiento global - GWP (Figura 3.3)
Arroz. Potencial de calentamiento global
La vida útil de los refrigerantes en la atmósfera también es un factor muy importante, ya que es un indicador del tiempo durante el cual varias sustancias se almacenan en la atmósfera y pueden afectar el medio ambiente, es decir, cuanto más tiempo se almacena un producto químico o freón en la atmósfera. , menos respetuoso con el medio ambiente es (Fig. 3-4)
Arroz. Vida útil de los refrigerantes en la atmósfera.
En 1985, se adoptó en Viena la Convención para la Protección de la Capa de Ozono. A ella se unieron 127 estados, incluidos Rusia y los países de la CEI.
En 1989, entró en vigor el Protocolo de Montreal sobre la reducción gradual y luego el cese completo en 2030 de la liberación de refrigerantes que agotan la capa de ozono. Los freones R-11, R-12, R-113, R-114, R-115, R-12B1, R-13B1, R-114B2 se clasificaron como grupos peligrosos. En los 90. el texto del protocolo se reforzó imponiendo restricciones no solo a la producción, sino también al comercio, la exportación y la importación de cualquier equipo de refrigeración que contenga sustancias que agotan la capa de ozono.
La Federación de Rusia ha asumido las obligaciones derivadas del Protocolo de Montreal para la Protección de la Capa de Ozono. Según las decisiones tomadas, el R-502 está prohibido para la producción desde el 1 de enero de 1996. Se han fijado fechas más lejanas para el R-22: una reducción en la producción y el uso desde 2005 y una prohibición completa desde 2020.
Para reemplazar el R-502 y el R-22, los principales fabricantes de productos químicos del mundo han desarrollado y están produciendo mezclas de refrigerantes de transición (que contienen clorofluorocarbonos) y inocuas para el ozono (que consisten únicamente en hidrofluorocarbonos).
Los refrigerantes de transición incluyen R-402, R-403B y R-408A, que pueden usarse en equipos existentes. La mayoría de estas nuevas sustancias de trabajo han aparecido hoy en el mercado ruso.
Los refrigerantes seguros para el ozono R-507, R-404A, R-134A se pueden recomendar tanto para el trabajo en equipos nuevos como para la reconstrucción de sistemas de refrigeración de baja temperatura. Están diseñados para reemplazar al R-22 en equipos actuales y existentes.
Para los fabricantes, cada vez es más difícil seleccionar racionalmente un refrigerante en relación con una instalación específica. Por lo tanto, el problema del uso de sustancias naturales como refrigerantes y, en primer lugar, el amoníaco, es ahora más urgente para los fabricantes de equipos de refrigeración.
Las unidades de refrigeración de amoníaco han estado en funcionamiento durante aproximadamente 120 años. En Rusia, la mayor parte de la demanda de frío de refrigeradores estacionarios proviene de las unidades de refrigeración de amoniaco.
En los 90. y en Europa occidental, el uso de amoníaco ha aumentado significativamente porque:
No agota la capa de ozono,
No afecta directamente el efecto térmico global;
Posee excelentes propiedades termodinámicas;
Tiene un alto coeficiente de transferencia de calor durante la ebullición y la condensación;
Tiene una alta eficiencia energética en el ciclo de refrigeración;
Tiene un bajo costo, su producción es asequible, los problemas de su inflamabilidad y toxicidad son solucionables en la actualidad, lo que lo hace atractivo para los fabricantes de equipos de refrigeración.
Equipos y equipos frigoríficos. Una máquina de refrigeración es un conjunto de mecanismos, aparatos y dispositivos conectados en serie para formar un sistema de producción de frío artificial. Las combinaciones compactas y constructivas de elementos individuales o de todos los elementos de una máquina de refrigeración se denominan unidad de refrigeración.
Por el tipo de refrigerante utilizado, se distinguen las unidades de refrigeración de amoníaco y freón. De acuerdo con las características de diseño de los compresores, las unidades se dividen en abiertas y herméticas, y los condensadores, con refrigeración por aire y agua.
Dependiendo de la composición de los elementos incluidos en ellos, los equipos frigoríficos son compresores, compresores-condensadores, evaporativos-reguladores, evaporativos-condensadores y complejos. En las empresas comerciales, se utilizan unidades de condensación de compresor y, cuando se enfrían con la ayuda de un refrigerante, unidades de control de evaporación.
La unidad condensadora consta de un compresor, un condensador (refrigeración por aire o agua), un motor eléctrico, dispositivos de automatización y dispositivos auxiliares (receptores, secadores, intercambiadores de calor, etc.). Una unidad de regulación del evaporador es una conexión estructural del evaporador, el equipo auxiliar, la estación de control y los dispositivos de automatización. Las unidades complejas incluyen todos los elementos de la máquina de refrigeración.
Las máquinas frigoríficas se suministran por separado y se completan con equipo de refrigeración comercial. El conjunto de equipos incluye una batería evaporativa incorporada y una unidad de refrigeración incorporada o empaquetada por separado. Si la unidad se va a instalar fuera del equipo, se deben incluir tubos de montaje de cobre.
Para enfriar las cámaras de recolección, armarios, mostradores y vitrinas, se utilizan unidades de refrigeración de freón con una capacidad de enfriamiento de hasta 3 mil kcal / h. Se trata principalmente de unidades de condensación de compresor, pa6otnaya en freón-12 y freón-22. Dependiendo de la ubicación del motor eléctrico y el método de transferencia de energía mecánica, se distinguen las unidades de tipo abierto y las selladas.
En las unidades de tipo abierto, el motor eléctrico se monta por separado del compresor y la transmisión de energía mecánica se realiza mediante un mecanismo de polea-correa.
Las unidades de refrigeración selladas son las más prometedoras. La estanqueidad del sistema se consigue mediante el uso de una carcasa soldada, una reducción del número de conexiones desmontables y el uso de un termostato en lugar de un presostato. En comparación con las unidades de tipo abierto, las herméticas tienen ventajas significativas.
Al combinar el motor eléctrico y el compresor en una unidad con un solo eje excéntrico, no hay necesidad de un mecanismo de transmisión. Esto permitió reducir el peso y las dimensiones del compresor y la unidad, y aumentar la velocidad de rotación del eje hasta las 3 mil rpm.
En una unidad sellada, debido a la reducción en el número de conexiones desmontables, la ausencia de sellos de aceite, la fuga de freón ha disminuido, lo que permitió reducir su stock de trabajo en el sistema. El consumo operativo del refrigerante también ha disminuido, ya que ha desaparecido la necesidad de repostaje periódico de los coches.
El enfriamiento del devanado del motor eléctrico con el flujo de vapores de freón aspirado permitió aumentar la carga en el motor eléctrico, reducir sus parámetros, potencia, dimensiones y peso. Por ejemplo, con una capacidad de enfriamiento igual, la potencia nominal del motor eléctrico de una unidad sellada es un 40% menor que la de una unidad de tipo abierto. Como resultado, el consumo de energía se reduce significativamente.
Las unidades selladas tienen una calidad importante para las tiendas, especialmente las áreas de ventas: un nivel de ruido relativamente bajo emitido. La reducción del tamaño de las unidades permite utilizar de manera más eficiente el área de ventas del almacén, así como la capacidad de los equipos de refrigeración comercial.
El propósito y el principio de funcionamiento de los elementos individuales de las máquinas selladas son algo diferentes de los de las máquinas de tipo abierto. El control automático del funcionamiento de una máquina de refrigeración sellada no se realiza mediante el interruptor de presión del interruptor de presión), sino mediante el termostato (interruptor de temperatura). La protección contra sobrecalentamiento del motor eléctrico y sobrepresión del condensador está asegurada por el relé térmico del compresor.
A continuación se muestra una descripción de las principales unidades de máquinas de refrigeración.
Las unidades de refrigeración ACL 88TN (Fig. 35) y ACP 12TN, fabricadas sobre la base de compresores autorizados de Electrolux, tienen un tamaño reducido y un nivel de ruido reducido. Están pensados para su instalación en equipos de refrigeración comercial, tanto nacionales como importados.
Arroz. Unidad de refrigeración ACL 88TN
Las unidades frigoríficas ВС 4000 (2) y ВН 2000 (2) son unidades con compresores scroll fabricados por Copeland (Fig. 36).
El uso de un compresor scroll ha aumentado significativamente la confiabilidad del producto tanto en comparación con los compresores herméticos alternativos como de tipo abierto El compresor scroll no tiene válvulas y, si se usa correctamente, no puede atascarse.
El grupo frigorífico VN 2000 (2) se utiliza en cámaras de baja temperatura con un volumen de 12-14 m, donde puede proporcionar temperaturas de hasta -18 C.
La unidad de refrigeración ВС 4000 (2) está diseñada para enfriar cámaras de temperatura media con un volumen de 24-30 m 3. Las características técnicas de las unidades de refrigeración se dan en la tabla.
Arroz. Unidad de refrigeración ВС 4000 (2)
Unidades condensadoras de la serie SM MX con compresor hermético y semihermético Fig. 3 7), teniendo una protección interna del motor eléctrico, un cuadro de control eléctrico, protegido del ambiente externo, se puede instalar al aire libre, en la calle.
Especificaciones de las unidades de refrigeración
| VN 2000 (2) | 4000 aC (2) | ACI 88 EN | ACP12TN | |
| Refrigerante | R22 | R22 | R22 | R22 |
| Rango de punto de ebullición del refrigerante, ° С | -45 -15 | -25 -5 | -25 -5 | -25 -5 |
| Temperatura ambiente, ° С | +5 +45 | +5 +45 | +5 +45 | +5 +45 |
| Capacidad de enfriamiento en un punto de ebullición del refrigerante 15 ° С (para VN 2000 (2) a -35 ° С) y una temperatura ambiente de 20 ° С, W | 2010 | 4360 | 600 | 800 |
| Compresor | ZF09K4E Sooreland | ZS21K4E Sooreland | L88TN Electrolux | P12TN Electrolux |
| Voltaje del motor eléctrico, V.velocidad rpm | 380 3000 | 380 3000 | 220 3000 | 220 3000 |
| Dimensiones, mm | 860x560x610 | 860x560x610 | 440x380x255 | 440x380x255 |
| Macca, kg | 90 | 90 | 30 | 30 |
Montado en una carcasa de acero galvanizado insonorizado. Los equipos de las series SM y MX crean y mantienen temperaturas de 5 a -30 C.
Las unidades funcionan eficazmente en cámaras de refrigeración en empresas comerciales y también se utilizan ampliamente para refrigerar instalaciones de almacenamiento.
Monoblock (Fig. 3 8) es una unidad única que incluye un compresor hermético, condensador de aire, enfriador de aire y panel de control electrónico. El monobloque se instala en cámaras frigoríficas prefabricadas con un espesor de pared no superior a 120 mm, montándolo en la abertura del panel de la cámara en la pared o techo.
Arroz. Unidad de condensación
Figura 3 8. Monobloque
El sistema split (Fig. 3.9) es un equipo de refrigeración totalmente equipado, que consta de dos partes independientes y se utiliza para enfriar cámaras de refrigeración estacionarias.
Arroz. Sistema dividido
El sistema de automatización asegura que se mantenga la temperatura requerida en la cámara de refrigeración, protección contra modos de emergencia y descongelación periódica del enfriador de aire.
Todo el equipo se suministra con monitores de protección que controlan la tensión de red.
Opera desde una red con un voltaje de 220 o 380 V, mantiene frío a una temperatura ambiente de hasta 45 ° C,
El mayor fabricante mundial de compresores con capacidades de refrigeración de 1 a 173 kW para equipos de refrigeración comercial, aire acondicionado y bombas de calor es Copeland.
Los compresores alternativos herméticos de Copeland se fabrican de acuerdo con especificaciones que aseguran su uso en cualquier zona climática del mundo, lo cual se logra gracias a una amplia gama de voltajes de funcionamiento de los motores eléctricos. Estos compresores están fabricados para funcionar con refrigerantes certificados y aceites lubricantes de alta calidad de reconocidas empresas mundiales en alta temperatura (por encima de 0 ° C), temperatura media (de 0 ° C a -15 ° C) y baja temperatura (de - 15 ° C a -20 ° C) modos.
Con la introducción de los compresores herméticos, también ha aparecido una nueva gama de unidades condensadoras refrigeradas por aire. Esta nueva nomenclatura, con muchas características, tanto estándar como solicitadas por el cliente, está diseñada para funcionar con los refrigerantes ecológicos R-22 y R-134A. Tiene un amplio rango de rendimiento y alta eficiencia energética. Todas las unidades [tienen un funcionamiento silencioso y suave.
Hay dos gamas principales de unidades. La gama HAN con condensadores de tamaño convencional se utiliza para garantizar:
Modo de almacenamiento estándar, cuando la temperatura del producto comprometido no es más de 10 ° C más alta que la temperatura establecida en el almacenamiento;
Compacidad y bajo costo;
Funcionamiento en condiciones de temperatura ambiente normal.
La gama HAL con un condensador más potente se utiliza cuando:
La magnitud de la carga en la unidad cambia a menudo y bruscamente con el tiempo (con la carga periódica de grandes cantidades de producto al mismo tiempo o la necesidad de enfriar rápidamente los productos, por ejemplo, leche);
Es necesario lograr una alta eficiencia energética, lo que asegura bajos costos operativos;
Trabajo a realizar a temperatura ambiente elevada.
Los compresores de refrigeración sin salón "Copland" combinan los últimos desarrollos de diseño con las ventajas de los últimos refrigerantes. Los compresores sin sello tienen un alto rendimiento, una larga vida útil y una amplia gama de aplicaciones (funcionamiento a temperatura alta, media y baja).
Los modelos DLH, D6C, Discus, así como los compresores de dos etapas, tienen un interruptor de presión de aceite mecánico diferencial o un interruptor de protección de presión de aceite electrónico Sentronic.
Todos los compresores sin sello tienen capacidad de conexión directa. También es posible equipar motores eléctricos con la conmutación del circuito eléctrico de "estrella" a "delta" en el arranque o utilizando una parte del devanado para reducir la corriente de arranque. Para unas condiciones de arranque óptimas sin carga, se puede instalar un dispositivo dedicado en todos los modelos Discus, así como en los modelos DLH.
Cada compresor está equipado con un dispositivo de protección del motor. Se instala un relé de sobrecarga térmica en motores monofásicos. En los motores trifásicos, los termistores están integrados en el devanado del motor.
El equipo de control de capacidad se puede aplicar a todos los compresores de una etapa de 3, 4, 6 y 8 cilindros. Para los compresores D3D, el sistema de cambio de carga Moduload se ha desarrollado con un consumo de energía especialmente bajo.
Para aplicaciones de temperatura ultrabaja, use los modelos Discus con Demand Cooling, que controla la temperatura de descarga del compresor inyectando pequeñas cantidades de refrigerante líquido en el compresor. El sistema Demand Cooling hace que un compresor de una etapa sea una buena alternativa a un compresor de dos etapas. En el caso de que el punto de ebullición del refrigerante, según la necesidad, cambie notablemente (por ejemplo, de -50 ° C a -20 ° C), el sistema Demand Cooling se vuelve más rentable.
Copland también fabrica compresores gemelos (TWIN). Los compresores gemelos están disponibles para todos los modelos de 2 etapas y Discus, excepto aquellos con enfriamiento a demanda. Las principales ventajas de los compresores tándem son: doble capacidad de enfriamiento, modulación reducida del 50% de la capacidad de enfriamiento y alta eficiencia incluso a carga parcial.
Las unidades de condensación enfriadas por aire se fabrican sobre la base de la mayoría de los modelos de compresores sin sello. Se suministran llenos de aceite, totalmente equipados con automatización y listos para funcionar. Adicionalmente, a petición del cliente, es posible instalar en ellos: calentadores de cárter, controlador de velocidad del ventilador (para regular la temperatura de condensación), carcasa protectora para instalación exterior, diversas modificaciones del receptor en cuanto a capacidad.
El compresor scroll combinado de Copeland es uno de los compresores herméticos más avanzados disponibles para aplicaciones de aire acondicionado, refrigeración de temperatura media y bombas de calor. El rango de temperatura de ebullición de funcionamiento del compresor scroll es de positivo a -20 ° C.
En comparación con los compresores herméticos alternativos o sin sello, los compresores scroll tienen ventajas tan importantes como:
Alta confiabilidad y mayor vida útil debido a menos piezas de compresión de refrigerante;
Resistencia a la sobrecarga;
Bajo nivel de ruido debido a la ausencia de válvulas y movimiento alternativo de las piezas, así como un alto grado de consistencia del movimiento de las piezas gracias al principio patentado "Compliance";
Mayor coeficiente de suministro de refrigerante debido a la ausencia de espacio "muerto";
Baja vibración debido a una compresión suave y continua;
Mayor productividad, estabilidad del compresor cuando impurezas mecánicas, productos de desgaste o refrigerante líquido ingresan a la zona de compresión;
Bajo par de arranque y corrientes de arranque (arranque sin carga), para los modelos monofásicos no hay necesidad de equipo de arranque;
Compacidad y peso ligero.
El coeficiente de refrigeración de un compresor scroll cuando funciona en el modo de aire acondicionado estándar europeo alcanza los 3,37 W frente a los 2,75-2,95 W de un compresor alternativo herméticamente sellado.
Ha aparecido en el mercado de equipos un compresor scroll de baja temperatura del tipo Glacier, que funciona de forma eficaz y fiable ante grandes caídas de presión, que puede funcionar con refrigerantes R-22, R-404A, R-507, R-134A a temperaturas de ebullición hasta -45 ° C.
Todos los tipos de compresores Copland se suministran llenos de aceite mineral para el funcionamiento con R-22 o aceite de poliéster para el funcionamiento con refrigerantes seguros para la capa de ozono o con R-22.
Los compresores scroll (fig. 3.10) están diseñados para su uso en acondicionadores de aire en edificios industriales, comerciales y de oficinas.
El mercado de equipos HVAC tiene una demanda particular de productos Maneurop. Sus compresores Performer, gracias a su bajo nivel sonoro y alto grado de fiabilidad, satisfacen todos los requisitos de funcionamiento y las necesidades del consumidor.
Instalando los compresores en pares, tres o cuatro seguidos, es posible lograr una capacidad del sistema de refrigeración de hasta 180 kW.
Una característica distintiva de los compresores de la marca Performer es el contacto móvil entre las volutas, que, mediante dos sellos flotantes patentados, asegura una perfecta estanqueidad axial y reduce la tensión y la deformación.
Las tecnologías de mecanizado de alta precisión y vanguardia demuestran que una simple película de aceite es lo que se necesita para sellar con precisión los extremos de la espiral, reducir el contacto entre las partes móviles, minimizar la fricción entre ellas, aumentar la eficiencia volumétrica y reducir la vibración, lo que garantiza un alto rendimiento del compresor y alarga su vida útil.
Arroz. Compresor scroll Performer de Maneurop
Las ventajas de los compresores scroll Regformer son:
Mayor eficiencia. Piezas giratorias controladas con sellos flotantes y geometría de espiral mejorada;
Nivel mínimo de ruido. Eficaz sistema de equilibrio del compresor y protección contra vibraciones;
Mayor confiabilidad. Mayor vida útil debido a la ausencia de fricción entre las volutas y el enfriamiento del motor por el refrigerante de succión;
Fácil de instalar. La mayoría de los modelos utilizan boquillas de tuerca de unión o de soldadura fuerte como conexiones estándar. Los dispositivos de protección de rotación inversa, así como la protección del motor eléctrico en sí, son una parte integral del diseño. No se requieren accesorios adicionales al instalar el compresor;
Gran reserva de aceite y más carga de refrigerante que la mayoría de los otros compresores, mayor vida útil.
El color corporativo del compresor es azul.
Danfoss Maneurop está trabajando para ampliar el rango de potencia de 3,5 a 25 CV. e introduce nuevos refrigerantes. Además de los avances en el uso de refrigerantes R-407C y R-134A que no dañan la capa de ozono, y con el fin de luchar por un medio ambiente más limpio, Danfoss Maneurop comenzó a utilizar refrigerante R-410A en compresores de 3,5 a 6,5 hp.
Suministro de refrigeración centralizado y remoto
El esquema tradicional de suministro de refrigeración para empresas comerciales se lleva a cabo sobre la base de unidades separadas, es decir, opera una unidad de refrigeración separada para cada consumidor.
Pero equipar las tiendas con equipos de refrigeración con compresores integrados se convierte en costos adicionales para la instalación de acondicionadores de aire para desviar los flujos de calor a las áreas de ventas desde las unidades integradas.
Las ganancias de calor en las áreas de ventas de las unidades de refrigeración integradas en el equipo conducen a una disminución en la rotación y un aumento en los costos imprevistos.
Las condiciones incómodas para el comprador (alta temperatura en el área de ventas y altos niveles de ruido, olores desagradables) hacen que tenga prisa por salir de la tienda, lo que conduce a una disminución de la rotación;
Las condiciones incómodas para los vendedores y el personal de servicio conducen a una disminución en la calidad del servicio, por lo tanto, la imagen de la empresa cae y la rotación disminuye;
La vida útil de las unidades integradas es 2-3 veces menor que cuando se usan sistemas de refrigeración remotos y 4-6 veces menor que cuando se usan unidades centrales, como resultado de lo cual aumentan los costos de producción para el mantenimiento y reemplazo de equipos;
El funcionamiento del equipo compresor en condiciones extremas con temperatura y presión de condensación extremadamente altas provoca frecuentes fallas en el equipo, y esto conduce a pérdidas por deterioro del producto;
Los costos adicionales del aire acondicionado aumentan el consumo total de energía de una empresa en un 20-30%.
Los sistemas de suministro de refrigeración que sirven a varios consumidores son mucho más eficientes: suministro de refrigeración centralizado y remoto.
El suministro de refrigeración externo es un sistema de suministro de refrigeración basado en unidades de condensación autónomas ubicadas en la sala de máquinas, aisladas del local comercial. Además, cada unidad puede proporcionar frío a varios consumidores.
El suministro de refrigeración centralizada (central) es un tipo de sistema de refrigeración remoto. Es una unidad multicompresora con un único control por microprocesador, por regla general, basado en compresores alternativos semiherméticos o scroll. Para consumidores de temperatura media y baja, se utilizan dos circuitos separados.
Actualmente, estas instalaciones son más comunes en las grandes tiendas de abarrotes y supermercados.
| Hipermercado (centro comercial) | Supermercado | Mini mercado | |
| Capacidad total de enfriamiento, kW | |||
| incluyendo: para consumidores de temperatura media (-10 ° С) | |||
| para consumidores de baja temperatura (-15 ° С) | |||
| Central | Unidades centrales / condensadoras | Unidades condensadoras |
|
| Vida útil media, años |
Cuando se utiliza un sistema de refrigeración centralizado, no solo se reducen significativamente los costos operativos, sino también el capital. Y cuantos más consumidores de frío haya, más rentable será utilizar el suministro de refrigeración centralizado.
La instalación de un suministro de refrigeración central permite utilizar el calor de la condensación para las necesidades de calefacción y calentamiento del agua de servicio.
Dependiendo de la capacidad frigorífica y los requisitos para su regulación, dispone de 2 a 6 compresores conectados en paralelo y con sistemas de descarga y aspiración comunes. Dicho bloque de compresión, aislado de locales comerciales y auxiliares, proporciona frío a 20-25 usuarios finales conectados a él mediante líneas de refrigeración.
Además, dichos sistemas están diseñados con la reserva de energía necesaria, lo que permite el mantenimiento programado y las reparaciones de emergencia de cualquier unidad de refrigeración sin pérdida de suministro de refrigeración al equipo. Anteriormente, estos sistemas eran producidos principalmente por fabricantes de marcas prestigiosas y caras. Actualmente, el frío central está disponible para una gama más amplia de consumidores.
Distinga entre instalaciones de temperatura media y baja de sistemas centralizados con una capacidad total de refrigeración de hasta 80 kW. Estos sistemas permitirán crear una línea "fluida" de vitrinas y reducir al mínimo el nivel de ruido en el área de ventas.
Para el diagrama de suministro de refrigeración centralizada, consulte la Fig.
Para enfriar agua o salmuera, así como para enfriar directamente el aire en la práctica de aire acondicionado, utilice Fuentes naturales y artificiales de resfriado.
Fuentes naturales El frío puede ser agua artesiana, agua de ríos de montaña y hielo. A artificial Las fuentes incluyen máquinas de refrigeración por compresión de vapor, vapor-agua y aire. En las unidades de aire acondicionado, las máquinas de compresión de vapor se utilizan con mayor frecuencia.
El enfriamiento y deshumidificación del aire a menudo ocurre a una temperatura inicial del agua de 8-10 °. El agua a esta temperatura se puede obtener de fuentes artesianas. En las zonas montañosas, la temperatura del agua del río no suele superar los 5 °. En el caso de usar agua artesiana o de un río de montaña, es necesario cambiar continuamente el agua a medida que aumenta su temperatura. El agua fría en tales instalaciones directamente de la red o con bombeo se suministra al aire acondicionado, donde se calienta y luego se descarga en el desagüe o se utiliza para necesidades industriales.
El uso de agua artesiana en algunos casos tiene conocidas ventajas económicas sobre las fuentes artificiales de frío. Si se requieren desagües de gran longitud para drenar el agua caliente en un depósito, la conveniencia de usar agua artesiana debe establecerse mediante comparaciones técnicas y económicas.
Una de las desventajas del agua artesiana como fuente de frío es su temperatura bastante alta, que en algunos casos no permite proporcionar el secado necesario del aire procesado.
El hielo como fuente de frío se puede utilizar para pequeñas unidades de aire acondicionado. Al mismo tiempo, la calidad del hielo debe cumplir con los requisitos sanitarios e higiénicos.
Las fuentes artificiales de frío, a diferencia de las naturales, tienen la ventaja de que no necesitan reponer el medio refrigerante que contienen.
Los procesos que tienen lugar en las máquinas de refrigeración por compresión de vapor están asociados a un cambio en el estado de agregación del refrigerante que circula en el sistema.
Si la presión se reduce a 0,007 bar, el agua comenzará a hervir a una temperatura de solo 4 ° C, tales son sus propiedades. En este caso, bastaría con llevar un refrigerante con una temperatura de, por ejemplo, 10 ° C a la tetera, y con la ayuda de este refrigerante, el agua de la tetera herviría, como de la llama de un quemador de gas, y este refrigerante se enfriaría, por ejemplo, a una temperatura de 7 ° C, al igual que los productos de la combustión del gas se enfrían en una caldera hirviendo. Un portador de calor enfriado de 10 a 7 ° C se denomina refrigerante y se puede utilizar con éxito, por ejemplo, en sistemas de aire acondicionado.
En el evaporador ABHM, estos procesos tienen lugar. Como refrigerante en esta máquina, no se usan freones, sino como en una tetera: agua común, que hierve en un evaporador, cuya presión en el interior es cercana al vacío absoluto.
Al mismo tiempo, la máquina de refrigeración debería ser algo más complicada que una tetera. El vacío del evaporador desaparecerá tan pronto como comience a formarse vapor del agua. Para evitar que esto suceda, se debe eliminar el vapor. En los enfriadores de compresor convencionales, el vapor generado por la ebullición de refrigerantes es succionado por un compresor. Teóricamente, sería posible aspirar vapor de agua con un compresor, pero en la práctica este problema es difícil de resolver, porque el volumen específico de vapor de agua a baja presión es muy grande y se necesitaría un compresor excesivamente grande. Sobre esto, la idea de una máquina de refrigeración de agua podría haber pasado al reino de la fantasía, si no se hubiera descubierto una sustancia como una solución de bromuro de litio en agua. Una característica de esta solución es su capacidad para absorber con avidez (científicamente - "absorber") vapor de agua. Si se rocía una solución concentrada de bromuro de litio, llamada absorbente, en el mismo volumen que el evaporador, entonces el vacío en este volumen permanecerá, ya que el vapor se disolverá. Es cierto que el absorbente muy pronto perderá su capacidad de absorción, el calor se transferirá al agua circulante que circula a través del serpentín absorbente y se eliminará a la atmósfera a través de la torre de enfriamiento.
Una solución débil del absorbedor A es alimentada por la bomba 3 al generador G, a través de cuyos tubos circula un refrigerante desde una fuente de calor T.Bajo la influencia de este calor, el vapor de una solución débil se evaporará y se precipitará a través de las rejillas (se muestra por una flecha) en el espacio del condensador K enfriado por agua circulante, en cuyos tubos se condensará el vapor, el condensado volverá al evaporador I y la solución de bromuro de litio parcialmente deshidratada (concentrada) volverá al absorbedor. La concentración de sal en la solución disminuye y al mismo tiempo se deteriora su capacidad de absorción. Para mantener la capacidad de absorción de la solución a un nivel alto constante, es necesario evaporar el exceso de vapor de ella. Y para la evaporación, no hay energía más adecuada que el calor.
Invención: en ingeniería de refrigeración. La esencia de la invención: el frío se obtiene comprimiendo y expandiendo un refrigerante a base de flúor. Los hexafluoruros inorgánicos o sus mezclas se utilizan como refrigerante.
La invención se refiere a la tecnología de refrigeración y puede ser utilizada en máquinas de refrigeración de energía de gas y bombas de calor que contienen un compresor y un expansor, principalmente de tipo turbina o centrífuga. De la técnica anterior, se conoce un método para producir frío en una unidad de refrigeración comprimiendo un refrigerante gaseoso en un turbocompresor y expandiéndolo en un turboexpansor (ver ed. De St. USSR N 169543, clase F 25 B 11/00, 1965; ed. de St. URSS N 183773, clase F 25 B 9/00, 1966; ed. de la URSS N 1433193, clase F 25 B 9/00, 1990, ed. de la URSS N 1778468, clase F 25 B 9 / 00, 1992 o patente de Gran Bretaña N 2174792, clase F 4 H 1986). En este caso, se utiliza aire, nitrógeno, hidrógeno, helio, xenón, freones o mezclas de gases como refrigerante gaseoso, como, por ejemplo, en el autor de St. URSS N 565052, clase. F 25 B 9/00, 1977; ed. URSS N 802348, cl. F 25 B 9 / 00.1981. El más cercano conocido a la invención es un método para obtener frío en una unidad de refrigeración mediante la compresión de un refrigerante gaseoso en un turbocompresor y la expansión en un turboexpansor (ver URSS ed. N 473740, clase F 25 B 11/00, 1975), en el que as El refrigerante es una mezcla de gases a base de compuestos de flúor que contienen octafluorociclobutano FS-318 (C 4 F 8) y difluoroclorometano F-22 (CHClF 2). Sin embargo, este refrigerante tiene un efecto perjudicial para el medio ambiente en la capa de ozono. La invención tiene como objetivo ampliar la selección de refrigerantes gaseosos para máquinas frigoríficas energéticas o bombas de calor con alta capacidad calorífica, proporcionando un aumento de la capacidad frigorífica y una disminución de los parámetros de peso y tamaño de las turbomáquinas utilizadas como compresor y expansor (expansor) con Producción predominantemente en frío. La solución a este problema está asegurada por el hecho de que en el método de obtención de frío en una unidad de refrigeración mediante la compresión de un refrigerante gaseoso a base de compuestos de flúor en un turbocompresor y la expansión en un turboexpansor, se utilizan como refrigerante hexofluoruros inorgánicos o una mezcla de los mismos. . El uso de hexofluoruros inorgánicos pesados como refrigerante al ampliar la elección del medio de trabajo para garantizar varios parámetros de funcionamiento de una máquina frigorífica o una bomba de calor permite aumentar la capacidad frigorífica debido a su alta capacidad y densidad de calor y reducir la dimensiones del turbocompresor y del turboexpansor a la luz de la posibilidad de funcionamiento a bajas velocidades del rotor. Al implementar el método, independientemente del diseño del circuito de una unidad de refrigeración o bomba de calor particular, un hexofluoruro inorgánico, por ejemplo XeF 6, circula en estado gaseoso a lo largo del circuito de trabajo; WF 6; MoF 6; UF 6, o una mezcla de estos gases. En este caso, el tipo específico de compuesto de hexofluoruro se determina según la combinación óptima de los parámetros operativos requeridos con las propiedades termofísicas del refrigerante mediante cálculo.
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Método de obtención de frío en una unidad de refrigeración mediante la compresión de un refrigerante gaseoso a base de compuestos de flúor y su expansión, caracterizado porque como refrigerante se utilizan hexafluoruros inorgánicos XeF 6, WF 6, MoF 6, UF 6 o mezclas de los mismos.
Patentes similares:
La invención se refiere al campo de la refrigeración, en particular, a los turbocompresores y se puede utilizar para enfriar o congelar diversos productos, tanto en condiciones estacionarias como en vehículos, por ejemplo, en barcos.
La invención se refiere a una técnica para comprimir gases, y más específicamente a compresores para comprimir vapores y gases refrigerantes, con altas temperaturas finales de fin de compresión, y diseñados para funcionar como parte de talleres de compresores industriales en todas las áreas de uso de frío artificial y Comprimir aire y otros gases.
La invención se refiere a la tecnología de refrigeración, y más específicamente a los métodos de refrigeración (instalaciones para su implementación y colectores de distribución de dichas instalaciones), en los que diversos productos o artículos ubicados en un volumen cerrado se enfrían utilizando un líquido criogénico suministrado a un volumen determinado. calentado, evaporado y formando varios circuitos de circulación con un ambiente gaseoso en este volumen, lavando los productos o artículos colocados en el volumen
-> 13.04.2011 - Métodos de obtención de frío y características de las fuentes de refrigeración.
Enfriarse se reduce a reducir el contenido de calor en un sólido, líquido o gas. El enfriamiento es el proceso de eliminar el calor, lo que conduce a una disminución de la temperatura o un cambio en el estado de agregación de un cuerpo físico. Distinga entre enfriamiento natural y artificial.
Enfriamiento gratis Es la eliminación del calor del cuerpo enfriado al medio ambiente. Con este método, la temperatura del cuerpo enfriado se puede reducir solo a la temperatura ambiente. Esta es la forma más fácil de enfriar sin necesidad de energía.
Enfriamiento artificial- Este es el enfriamiento del cuerpo por debajo de la temperatura ambiente. Para el enfriamiento artificial, se utiliza una máquina de refrigeración o unidades de refrigeración. Este método de enfriamiento requiere consumo de energía.
Hay varias formas de obtener resfriado artificial. El más simple es enfriar con hielo o nieve. El enfriamiento con hielo tiene una desventaja significativa: la temperatura de enfriamiento está limitada por la temperatura de fusión del hielo. Como refrigerantes se utilizan agua helada, mezclas de hielo y sal, hielo seco y refrigerantes líquidos (freones y amoniaco).
El enfriamiento de hielo y sal se realiza utilizando agua triturada y sal. Debido a la adición de sal, la velocidad de fusión del hielo aumenta y la temperatura de fusión del hielo disminuye. El enfriamiento con hielo seco se basa en la acción del dióxido de carbono sólido: cuando se absorbe calor, el hielo seco pasa de un estado sólido a un estado gaseoso. Con hielo seco, puede obtener una temperatura más baja que con hielo de agua: el efecto de enfriamiento de 1 kg de hielo seco es casi 2 veces más que 1 kg de hielo de agua, no se produce humedad durante el enfriamiento, el gas de dióxido de carbono emitido tiene propiedades conservantes , contribuye a una mejor conservación de los productos. El hielo seco se utiliza para el transporte de productos congelados, enfriamiento de helados envasados, almacenamiento
El más común y conveniente de usar es el enfriamiento de la máquina. En comparación con otros tipos de refrigeración, la refrigeración de la máquina tiene las siguientes ventajas:
- la capacidad de crear una temperatura baja en un amplio rango;
- automatización del proceso de enfriamiento;
- disponibilidad de operación y mantenimiento, etc.
La refrigeración de máquinas es la más utilizada en el comercio debido a una serie de ventajas:
- mantenimiento automático de una temperatura de almacenamiento constante en función del tipo de alimento;
- uso racional de un recipiente útil para enfriar productos, facilidad de servicio;
- alta eficiencia y la capacidad de crear las condiciones sanitarias e higiénicas necesarias para almacenar productos.
El enfriamiento de la máquina se basa en la propiedad de algunas sustancias de hervir a baja temperatura, mientras absorben una gran cantidad de calor del ambiente. Estas sustancias se denominan refrigerantes (refrigerantes).
Refrigerantes- estas son sustancias de trabajo de las máquinas refrigeradoras de vapor, con la ayuda de las cuales se obtienen bajas temperaturas. Los refrigerantes deben tener un alto calor de vaporización, bajo punto de ebullición y alta conductividad térmica. Al mismo tiempo, los refrigerantes no deben ser explosivos, inflamables o venenosos. El costo de los refrigerantes es importante. El freón 12, el freón 22 y el amoníaco son los más adecuados para estos requisitos. El freón se suministra a las empresas comerciales en cilindros metálicos, pintados en color aluminio y etiquetados como R12 o.
Ciclo estándar de funcionamiento del enfriador por compresión de vapor
Ciclo de refrigeración por compresión de vapor es un proceso termodinámico en el que un refrigerante líquido se vaporiza, comprime y condensa en un ciclo continuo para enfriar una cámara o espacio.
Ciclo termodinámico son dos o más procesos interconectados que finalmente devuelven el fluido de trabajo a su estado original El ciclo de procesos interconectados de un sistema de enfriamiento de una máquina se denomina ciclo de refrigeración por compresión de vapor. Máquina de refrigeración por compresión de vapor de ciclo simple.
Un ciclo simple de una máquina de refrigeración por compresión de vapor consta de cuatro procesos principales: expansión, evaporación, contracción y condensación. En estos procesos, la presión, la temperatura y el estado del refrigerante cambian. En cada proceso individual, las propiedades del refrigerante cambian. Pero al final del último proceso, el refrigerante vuelve a su estado inicial con las mismas cualidades que tenía al comienzo del primer proceso, y se forma un ciclo. Los componentes para realizar estos procesos se presentan en la sección anterior.
Para comprender el ciclo de un enfriador de vapor por compresión, primero es necesario considerar cada proceso por separado. Al comprender los procesos individuales, puede analizarlos en relación con otros procesos que componen el ciclo. Es necesario comprender la interrelación de los procesos, ya que los cambios en un proceso provocan cambios correspondientes en otros que componen el ciclo de una máquina de refrigeración por compresión de vapor.
El refrigerante en el receptor está en estado líquido y gaseoso a alta temperatura y presión. Durante el ciclo, el refrigerante líquido fluye hacia la línea de líquido y luego hacia el regulador de flujo de refrigerante.
El refrigerante en la entrada del regulador de flujo es líquido a alta temperatura y presión. A medida que el refrigerante fluye a través de la pequeña abertura de la válvula o del tubo capilar, su presión se reduce a la del evaporador. Una disminución en la presión del refrigerante produce una disminución correspondiente en la temperatura de saturación del refrigerante líquido. Como resultado, parte del refrigerante hierve y baja la temperatura del resto del líquido. La mezcla de vapor y líquido sale del regulador de flujo de refrigerante y entra al evaporador.
Refrigerante en la entrada del evaporador Es una mezcla fría de vapor-líquido con baja temperatura y presión. El resto del líquido se evapora a la temperatura de saturación, correspondiente a la presión en el evaporador. El líquido que se evapora absorbe el calor latente en la cámara. El vapor que sale del evaporador se sobrecalienta ligeramente para evitar que entre líquido en el compresor.
Refrigerante en la entrada del compresor Es vapor sobrecalentado a menor temperatura y presión. El compresor hace que el refrigerante se mueva debido a la zona de baja presión en los cilindros durante la succión. Dado que la presión en el cilindro es menor que la presión de vapor en el evaporador, el refrigerante fluye a través de la línea de succión hacia el compresor debido a la diferencia de presión. En la línea de succión, el vapor absorbe calor del ambiente, lo que aumenta aún más su recalentamiento. Cuando se comprime, la temperatura y la presión del vapor aumentan y el vapor calentado a presión se descarga en la línea de descarga.
Refrigerante en la entrada del condensador es vapor sobrecalentado a alta temperatura y presión. Dado que la temperatura ambiente del condensador es más baja que la temperatura de saturación del vapor, el refrigerante se condensa. Así, el calor latente de vaporización absorbido en el evaporador se transfiere al exterior de la cámara. Cuando el refrigerante llega al fondo del condensador, emite suficiente calor seco y latente, se condensa y se enfría un poco. El líquido sale del condensador y entra al receptor en el mismo estado en que lo dejó. El ciclo termina. 1
