Cykl kompresji pary: co, jak, rodzaje, działanie, zastosowania i różne fakty:

W tym artykule omówiono „Cykl sprężania oparów” oraz krótko podsumowano fakty związane z cyklem sprężania oparów. Cykl sprężania pary jest powszechnie stosowany w systemie chłodniczym.

W układzie chłodniczym, który następuje po cyklu termodynamicznym, znajduje szerokie zastosowanie. Energia ciepła jest przekształcana z zimnego zbiornika, a następnie przenoszona do gorącego zbiornika. W obiegu zamkniętym stosowane są płyny, które przechodzą proces sprężania, kondensacji i rozprężania, odparowywania.

Co to jest cykl kompresji pary?

Cykl kompresji pary jest stosowany w przemyśle samochodowym i chłodniczym. Schładzanie do przechowywania artykułów spożywczych i mięsnych w magazynach, rafineriach ropy naftowej, zakładach przetwórstwa chemicznego wielu innych ma szerokie zastosowanie.

Cykl sprężania pary wyjaśniony jest jako ciekły czynnik chłodniczy, który obraca się w układzie kołowym i działa jako czynnik. Ciekły czynnik chłodniczy pochłania ciepło z dowolnej konkretnej przestrzeni, w której potrzebne jest chłodzenie, a także może usuwać ciepło z dowolnej konkretnej przestrzeni, w której system wymaga ogrzewania.

Cykl sprężania pary odbywa się w cyklu zamkniętym. W systemie cyklu sprężania pary płyn, który pracuje jako czynnik, jest w rzeczywistości parą. W bardzo szybkim trybie płyn odparowuje i zmienia się na przemian z fazy ciekłej na parę lub skrapla się wewnątrz instalacji chłodniczej.

Schemat cyklu sprężania pary:

Cykl kompresji pary ciekły czynnik chłodniczy zmienia swój stan fazy dwukrotnie. W pierwszym etapie ciekły czynnik chłodniczy zamienia się z cieczy w parę, aw kolejnym z pary w ciecz.

Schemat cyklu sprężania pary można wyjaśnić za pomocą dwóch wykresów podanych poniżej:

• Wykres ciśnienie – objętość
• Temperatura – Wykres entropii właściwej

Wykres ciśnienie – objętość

Temperatura – Wykres entropii właściwej

Proces i zasada działania cyklu sprężania pary:

Cykl sprężania pary jest metodą najczęściej stosowaną w różnych dziedzinach, ponieważ jego koszt wsadu jest bardzo niski, a konstrukcja cyklu sprężania pary jest dość łatwa do ustalenia.

Cykliczny proces sprężania pary w układzie chłodniczym działa na zasadzie rewersu Cykl Rankine'a. Proces kompresji pary przebiega w czterech krokach. Są one wymienione poniżej,

1. Kompresja
2. Kondensacja
3. Dławienie
4. parowanie

W poniższej sekcji omówiono cztery kroki,

Kompresja (Odwracalna kompresja adiabatyczna):

Czynnik chłodniczy cyklu sprężania pary w niskiej temperaturze i ciśnieniu rozciągnięty od parownika do sprężarka, w której czynnik chłodniczy jest sprężany izentropowo. Ciśnienie wzrasta od p₁ Top₂ a temperatura rośnie od T₁ do T.₂. Całkowitą pracę wykonaną na kg czynnika chłodniczego podczas sprężania izentropowego można wyrazić jako:

w = godz₂ - h₁

Gdzie,

h₁ = Wielkość entalpii cyklu sprężania pary w temperaturze T₁, na etapie ssania sprężarki

h₂ = Wielkość entalpii cyklu sprężania pary w temperaturze T₂, na etapie rozładowania sprężarki.

Kondensacja (oddawanie ciepła przy stałym ciśnieniu):

Czynnik chłodniczy z cyklu sprężania pary przechodzi od sprężarka do skraplacza w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Przy stałym ciśnieniu i temperaturze czynnik chłodniczy ulega całkowitej kondensacji. Czynnik chłodniczy zmienia swój stan z pary na ciekły.

dławienie (odwracalna ekspansja adiabatyczna):

W wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu czynnik chłodniczy cyklu sprężania pary jest rozprężany poprzez proces dławienia. W tym czasie zawór rozprężny pozostaje w niskiej temperaturze i ciśnieniu. Niewielka ilość ciekłego czynnika odparowuje za pomocą zaworu rozprężnego, a duża ilość ciekłego czynnika odparowuje za pomocą parownika.

Parowanie (dodawanie ciepła przy stałym ciśnieniu):

Mieszanina czynnika chłodniczego pary i cieczy ulega całkowitemu odparowaniu i zamienia się w czynnik chłodniczy w postaci pary. Podczas tego procesu parowania czynnik chłodniczy pochłania ciepło utajone, które jest chłodne. Ilość Utajone pochłanianie ciepła przez czynnik chłodniczy w obiegu par jest znane jako efekt chłodzenia.

Wykonanie cyklu sprężania pary w układzie chłodniczym:

Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym działa na parowniku zgodnie z równaniem energii stałego przepływu,

h₄ + Q_e = godz₁ + 0

Q_e = godz₁ - h₄

Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym działa na skraplaczu zgodnie z równaniem energii o stałym przepływie,

h₂ + Q_c = godz₃ + 0

Q_c = godz₃ - h₂

Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym działa na zaworze rozprężnym zgodnie z równaniem energii o stałym przepływie,

h₃ + Q = godz₄ + W.

Wiemy, że wartość Q i W wynosi 0

Więc możemy napisać

h₃ = godz₄

Wydajność cyklu sprężania pary w układzie chłodniczym jest,

Wyjście/Wejście = h₁ - h₄/h₂ - h₁

Czym jest prosty cykl sprężania pary?

Powietrze w prostym cyklu sprężania pary jest używane jako czynnik chłodniczy i odparowuje w bardzo niskiej temperaturze i pod niskim ciśnieniem. Energia mechaniczna jest wymagana do uruchomienia sprężarki systemu.

Prosty cykl kompresji pary może być wyjaśnij, jak działa silnik cieplny technicznie wstecznie, który może być znany jako silnik Reverse Carnot. Prosty cykl sprężania pary przenosi ciepło ze zbiornika o niższej temperaturze do zbiornika o wyższej temperaturze.

Czym jest cykl sprężania pary w układzie chłodniczym?

Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym jest jednym z najczęściej stosowanych i popularnych systemów chłodniczych wśród wszystkich układów chłodniczych. Zarówno do użytku domowego, jak i przemysłowego stosuje się cykl sprężania pary systemu chłodniczego.

Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym należy do cyklu chłodniczego, który jest głównie typu ogólnego iw tym układzie czynnik przechodzi fazę losową, minimalną podczas jednego procesu. Cykl pracuje w układzie zamkniętym, a czynnik chłodniczy porusza się ruchem okrężnym.

W cyklu sprężania pary NH₃Stosowane są czynnik chłodniczy R-12, R-11. Cykl sprężania pary w układzie chłodniczym składa się ze sprężarki czynnika chłodniczego, sprężarki cieczy, zbiornika cieczy, parownika i zaworu rozprężnego, które są znane jako zawór sterujący czynnika chłodniczego.

Cykl chłodniczy z absorpcją pary:

Cykl chłodzenia z absorpcją oparów może działać łatwo, gdy wysoka moc nie jest dostępna. Główną różnicą między cyklem sprężania pary a cyklem chłodzenia z absorpcją pary jest wymiana sprężarki.

W cyklu chłodzenia absorpcyjnego parą obniżenie temperatury układu odbywa się w: a zamknięty system, czynnik chłodniczy działa jako medium i usuwa niepożądane ciepło z dowolnej przestrzeni układu, a po jego usunięciu przekazuje ciepło tam, gdzie temperatura w układzie chłodniczym jest niższa.

Przeczytaj Więcej Temperatura nasycenia ssania: trzeba poznać krytyczne fakty

W generatorze cyklu chłodniczego absorpcji oparów stosuje się zawór redukcyjny ciśnienia, zawór rozprężny, pompę skraplacza i absorber. Amoniak jest stosowany w układzie jako czynnik chłodniczy, a mieszanina amoniaku, bromku litu, wody i wody jest wykorzystywana jako absorbent.

Idealny cykl kompresji pary:

Idealny układ chłodniczy z cyklem sprężania pary na początku czynnik chłodniczy wchodzi do sprężarki jako para nasycona, po czym czynnik chłodniczy zostaje schłodzony do stanu ciekłego nasyconego wewnątrz skraplacza. Gdy proces dławienia zachodzi w parze parownika, a ciśnienie jest pochłaniane w przestrzeni chłodniczej.

Prosty cykl kompresji pary:

Układy chłodnicze z prostym cyklem sprężania pary w pierwszej kolejności czynnik chłodniczy wchodzi do sprężarki jako para pod niższym ciśnieniem. Następnie czynnik chłodniczy uległ przegrzaniu przy wyższym ciśnieniu wewnątrz skraplacza. Gdy następuje proces dławienia, ciepło jest uwalniane i przechodzi do kolejnego procesu cyklu.

Przeczytaj Więcej Superheat Hvac: TO WAŻNA KONCEPCJA I 3 FAQ

Rzeczywisty cykl sprężania pary:

Rzeczywisty cykl chłodniczy cyklu sprężania pary nie jest tym samym procesem, co teoretyczny cykl parowania procesu. W rzeczywistym cyklu sprężania pary występuje strata i nieunikniona para. Czynnik chłodniczy opuszcza parownik w stanie przegrzać.

Przeczytaj Więcej Chłodnictwo z przegrzaniem: wszystkie ważne 4 uwagi

Cykl absorpcji pary:

Cykl absorpcji oparów w układzie chłodniczym można opisać jako czynnik skraplający się w skraplaczu i odparowujący w parowniku. W tym przypadku obecne są wszystkie procesy układu chłodniczego, takie jak sprężanie, kondensacja i odparowanie rozprężne. Jako czynnik chłodniczy można zastosować bromek litu, wodę lub amoniak.

Zastosowania cyklu absorpcji pary:

Poniżej podano zastosowanie cyklu absorpcji pary w układzie chłodniczym,

• Chłodnictwo domowe
• Chłodnia i przetwórstwo spożywcze
• Chłodnictwo komercyjne
• Chłodnictwo medyczne
• Chłodzenie elektroniczne

Chłodnictwo domowe:

 W jednostkach mieszkalnych żywność jest przechowywana w chłodnictwie domowym.

Chłodnia i przetwórstwo spożywcze:

Do przetwarzania, konserwowania i przechowywania artykułów spożywczych od źródła pochodzenia do punktu dystrybucji dystrybucji hurtowej.

Chłodnictwo komercyjne:

Wyświetlanie i przechowywanie świeżych i mrożonych artykułów spożywczych w wylocie podtrzymującym.

Chłodnictwo medyczne:

Do utrzymywania leku w odpowiedniej temperaturze stosuje się chłodnictwo medyczne.

Chłodzenie elektroniczne:

Do kontrolowania temperatury w dużych komputerach, Obwód CMOS (komplementarny półprzewodnik z tlenkiem metalu) stosuje się chłodzenie elektroniczne.

Zasada działania cyklu absorpcji pary:

Zasada działania cyklu absorpcji pary jest podsumowana poniżej,

1. Na początku procesu para wychodzi z parownika, a następnie trafia do absorbera, gdzie para jest absorbowana w wodzie.
2. Podczas procesu pochłaniania wydziela się ciepło utajone oraz ciepło mieszania.
3. Proces chłodzenia odbywa się przez absorber, aby utrzymać niższą temperaturę w układzie.
4. Zdolność pochłaniania wzrasta, gdy absorber jest w niższej temperaturze.
5. Silna wodna mieszanina amoniaku i wody wypływa z absorbera i trafia na górę analizatora za pomocą przepompowania przez akwa wymiennik ciepła.
6. Przez generator mieszanina opadu wodnego jest przesyłana do analizatora. W generatorze występuje wyższa temperatura, dlatego niskowrzący amoniak łatwo można oddzielić od mieszaniny.
7. Proces nagrzewania generatora może odbywać się za pomocą energii słonecznej, energii pary lub energii elektrycznej. W tym czasie analizator podnosi parę amoniaku.
8. Podczas tego procesu para wilgotna staje się parą suchą i przesyłana jest do skraplacza przez prostownik.
9. Woda jest oddzielona. Po oddzieleniu woda wraca do generatora znanego jako Drip. Pary bezwodnego amoniaku trafiają tylko do skraplacza. Ciekły amoniak przepływa ze skraplacza do parownika przez zawór rozprężania, aby kontynuować cykl.
10. Gdy mieszanina wodna jest gorąca, słabnie i dochodzi do parownika układu przez wymiennik ciepła. Słaba gorąca woda ponownie pochłania parę amoniaku i cykl pozostaje w toku.
11. Wymiennik ciepła aqua podgrzewa mocną mieszankę wodną i przekazuje do generatora w tym procesie ciepło w materiałach grzewczych generatora jest redukowane.

Procesy cyklu absorpcji pary:

Proces cyklu absorpcji pary odbywa się w czterech etapach.

• Proces kompresji
• Proces kondensacji
• Proces ekspansji
• Proces waporyzacji

Proces kompresji:

W pierwszym cyklu procesu absorpcji pary odbywa się proces sprężania. W tym procesie para pozostaje pod bardzo niskim ciśnieniem i temperaturą. Para dostaje się do sprężarki, gdy jest następnie sprężana i izentropowo. Następnie wzrasta zarówno temperatura, jak i ciśnienie.

Proces kondensacji:

Po zakończeniu procesu w sprężarce para wchodzi do skraplacz. Para jest kondensowana pod wysokim ciśnieniem i trafia do zbiornika odbiorczego.

Proces rozbudowy:

Po zakończeniu procesu w skraplaczu pary wchodzą do zaworu rozprężnego ze zbiornika odbiorczego. Proces dławienia odbywa się w niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze.

Proces waporyzacji:

Po zakończeniu procesu w zaworze rozprężnym do parownika dostaje się para. W parowniku para wydobywa ciepło i krążący płyn w otaczającym środowisku, a przy niższym ciśnieniu para jest odparowywana.

Jeżeli bez dławienia nastąpi rozprężenie to w bardzo niskiej temperaturze poziom temperatury ulegnie obniżeniu i ulegnie ciepłu jawnemu, a szczególnie ciepłu utajonemu sięgającemu do etapu parowania.

Różnica między cyklem sprężania pary a cyklem absorpcji:

Istotną różnicą między cyklem sprężania pary a cyklem absorpcji jest współczynnik wydajności kompresja pary jest wysoka, a dla cyklu chłodzenia absorpcji pary współczynnik wydajności jest niski.

Poniżej pokrótce podana jest różnica między cyklem sprężania pary a cyklem absorpcji,

Często zadawane pytania:-

Pytanie: Wypisz zalety cyklu chłodniczego Vapor Compression.

Rozwiązanie: Poniżej wymieniono zalety cyklu chłodniczego z kompresją pary,

1. Współczynnik wydajności jest zbyt wysoki.
2. Rozmiar nie jest zbyt duży, z tego powodu instalacja jest łatwa.
3. Koszt eksploatacji jest niski.
4. Temperaturę można łatwo regulować za pomocą regulacyjnego zaworu rozprężnego.
5. Parownik rozmiar nie jest duży.

Pytanie: Wypisz wady cyklu chłodniczego Vapor Compression.

Rozwiązanie: Wady Cykl chłodniczy z kompresją pary jest wymieniony poniżej,

1. Stosowane czynniki chłodnicze są toksyczne.
2. Koszt początkowy jest wysoki.
3. Wyciek jest obecny.