Loading ...
Global Do...
News & Politics
4
0
Try Now
Log In
Pricing
Masini frigorifice Rolul masinilor frigorifice este de a cobora temperatura unui corp sau a unui sistem termodinamic sub temperatura mediului ambiant si de a mentine aceasta temperatura coborata. Masinile frigorifice functioneaza dupa cicluri termodinamice generatoare, prin intermediul carora consumand energie (mecanica sau termica) se transporta energia interna de la temperatura scazuta la temperatura ridicata. Cu exceptia racirii termoelectrice si a metodelor magnetice de racire, toate masinile frigorifice reprezinta un circuit inchis de aparate prin care circula un agent de lucru, numit agent frigorific. Agentii frigorifici sunt substante care, in cursul ciclului frigorific, preiau caldura de la mediul ce trebuie racit si o cedeaza la o temperatura mai ridicata unui alt mediu. Cei mai utilizati agenti frigorifici sunt amoniacul si freonii. Amoniacul se utilizeaza la instalatii industriale mijlocii si mari, echipate cu compresoare cu piston pentru temperaturi pana la -70 oC. Avantaje: cost redus, valori acceptabile ale presiunilor in instalatie, putere frigorifica volumica mare, coef. de transmitere a caldurii ridicat, pierderi mici de presiune, solubilitate fata de apa. Dezavantaje: corodeaza cuprul si aliajele lui, este inflamabil in amestec cu aerul, este putin solubil cu uleiul de ungere, deci suprafatele schimb. de cald. se vor murdari cu ulei. Freonii sunt derivati halogenati ai hidrocarburilor saturate (metan, etan), in care unii atomi de hidrogen sunt inlocuiti prin atomi de clor sau fluor. Avantaje: masa molare mare favorabila utilizarii turbocompresoarelor, exponenti adiabatici mici care duc la cresteri mici de temp. la comprimare, in stare lichida dizolva in orice proportie uleiul de ungere, toxicitate si inflamabilitate redusa. Dezavantaje: caldura mica de vaporizare, debite volumice mari, pierderi mari de presiune pe conducte, coef. mici de transmitere a caldurii. Masini frigorifice cu vapori cu comprimare mecanica Majoritatea masinilor frigorifice cu comprimare mecanica utilizeaza vaporii de agenti frigorifici ca medii de lucru. Principalele avantaje: - eficienta ridicata a ciclurilor, datorita apropierii ciclurilor reale de ciclul Carnot generator, transformarile izoterme putand fi realizate ca transformari de faza (vaporizare, condensare); - debite mici de agent, deci dimensiuni reduse ale compresoarelor si conductelor; - dimesiuni reduse ale schimb. de caldura, datorita valorilor ridicate ale coef. de transmitere a caldurii. Masini frigorifice monoetajate- schema de principiu si ciclul de funct. V-vaporizator C-compresor K-condensator SR-subracitor VR-ventil de reglare SL-separator de lichid Putere de racire specifica: [J/kg] Debitul masic de agent frigorific: [kg/s] Eficienta ciclului teoretic: Debitul de vapori aspirati in compresor: [m3/s] Puterea teoretica a compresorului: [W] Fluxul de caldura evacuat la condensator: [W] Fluxul de caldura evacuat in subracitor: [W] ) 1 ( 4 3 1 4 1 0 x l i i i i q v − ⋅ = − = − = 0 4 1 0 0 0 i i Q q Q m − = = • • • -putere de racire 1 2 3 1 0 i i i i l q f − − = = ε vq Q V • • = 0 f Q P ε • = 0 -capacitate frigorifica volumica [J/m3] ) ( ' 3 2 i i m Q k − ⋅ = • • ) ( 3 ' 3 i i m Q u − ⋅ = • • Masini frigorifice bietajate- schema de principiu si ciclul de functionare CI-compresor de joasa presiune VR1-ventil de reglare VI-vaporizator de joasa presiune VR1-ventil de reglare B-butelie intermediara VI-vaporizator de inalta presiune CII-compresor de inalta presiune K-condensator Ciclul teoretic al masinii frigorifice bietajate Masini frigorifice in cascada Avantajul deosebit consta in faptul ca in fiecare ramura se poate utiliza agentul frigorific potrivit. Dezavantajele sunt: - constructie complicata - eficienta mai redusa decat a masinii frigorifice polietajate. Consta din doua masini monoetajate (sau bietajate) legate in serie prin cuplarea condensatorului ramurii inferioare, de temperatura joasa cu vaporizatorul ramurei superioare, prin introducerea lor intr-o baie comuna, deseori cu o solutie de alcool. Masini frigorifice cu aer Aerul, ca si agent frigorific, a fost utilizat cu mult inaintea aparitiei instalatilor cu comprimare mecanica cu amoniac sau dioxid de carbon. utilizarea aerului are avntajul absentei totale a toxicitatii si posibilitatii obtinerii sale direct din atmosfera Dezavantaje: valori coborate ale eficientei frigorifice a ciclului, necesitatea unor debite mari de aer, dimensiuni mari ale schimb. de caldura, necesitatea utilizarii aerului perfect uscat daca nivelul de temperaturi coboara sub 0 oC. I-compresor, II-incalzitor, III-detentor, IV-racitor Instalatii criogenice Pentru utilizarea tehnicilor criogenice este necesara folosirea gazelor lichefiate cu temperatura de saturatie foarte scazuta la presiunea atmosferica normala. Prima treapta in criogenie o reprezinta utilizarea azotului lichid, a carui temperatura de saturatie la presiunea atmosferica normala este de -193,7 oC. Schema instalatiei Linde si ciclul de functionare Masini frigorifice cu absorbtie Aceste masini frigorifice se bazeaza pe afinitatea pe care o au unele substante solide sau lichide fata de vaporii altor substante, utilizate ca agent frigorific; in urma absorbirii (dizolvarii) acestor vapori de catre substanta absorbanta, se formeaza o solutie binara omogena, din care, prin incalzire la presiune ridicata se degaja vapori de agent frigorific, care condensati intr-un condensator si strangulati, pot alimenta cu agent frigorific rece vaporizatorul instalatiei. Vaporii pot fi reabsorbiti in absorbant la presiune si temperatura scazute. Solutii binare folosite la masinile frigorifice cu absorbtie: -clorura sau bromura de litiu/apa (instalatii de climatizare); -clorura de calciu/amoniac (instalatii mici); -apa/amoniac (cele mai utilizate). Masini frigorifice cu solutii binare, monoetajate F-fierbator P-pompa K-condensator VR-ventil de reglare A-absorbitor V-vaporizator Pentru marirea eficientei acestor instalatii, ele sunt completate cu o serie de schimb. de caldura, care au pe de o parte rolul de a recupera energia termica din solutia calda, saraca, care paraseste fierbatorul, iar pe de alta parte, de a condensa vaporii de apa degajati in fierbator impreuna cu vaporii de amoniac, inainte de a ajunge in condensator. Schema unei masini frigorifice cu absobtie Masini frigorifice cu amestecuri tricomponente Aceste masini frigorifice s-au utilizat in echiparea frigiderelor casnice Fram; din cauza ca nu au piese in miscare au un pret de cost redus dar au si o eficienta frigorifica scazuta. Acest tip de frigidere au fost eliminate de pe piata, dar imbunatatirile aduse de multe firme, in ultimii ani, par sa le readuca in actualitate. In aceste instalatii amestecul este format din apa ca absorbant, amoniac ca agent frigorific si un gaz inert care este hidrogenul. Schema instalatiei cu amestecuri tricomponente F-fierbator Cd-condensator V-evaporator Ab-absorbitor T-serpentina Gazul inert are 3 functii principale: - serveste ca mediu de egalizare a presiunilor intre diferite parti componente si elimina astfel pompa de circulatie a solutiei intre absorbitor si fierbator; - permite producerea de frig intr-un domeniu mare de temperatura; - serveste ca mediu de transport al agentului frigorific. Masinile frigorifice si mediul ambiant Freonii s-au utilizat pe scara larga nu numai in tehnica frigului, dar si ca agenti propulsori in mult utilizatele ”sray”-uri. Aceasta, in primul rand pentru faptul ca nu sunt toxici, nu sunt flamabili, nu sunt corozivi si sunt inactivi fata de multe materiale. Astazi insa, s-a stabilit ca freonii degajati in atmosfera sunt raspunzatori pentru distrugerea stratului de ozon al atmosferei terestre. Pentru micsorarea stricaciunilor pricinuite de freoni, acesti agenti frigorifici trebuiesc inlocuiti, cu altii mai putin agresivi fata de mediul ambiant. Acest deziderat se poate obtine in primul rand prin eliminarea sau micsorarea numarului de atomi de clor din molecula complexa a agentului frigorific. Inlocuirea freonului 12 (cel mai frecvent utilizat) (CCl2F2) se poate face cu freonul 134a (CH2FCF3). Un alt mod de realizare de noi agenti frigorifici, mai putin agresivi pentru mediul ambiant, este acela al amestecarii mai multor compusi chimici, care fiecare reprezinta de fapt un agent frigorific. Amestecul SUVA MP este realizat din componentele: -clordifluormetan CHClF2 R 22 -1,1 difluoretan CH3CHF2 R 152a -2-clor-1,1,1,2-tetrafluoretan CHClFCF3 R 124
