Post on 06-Apr-2018
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
1/22
Domenii de utilizare a frigului artificial
1. Construcia de maini2.Metalurgie3.Industria chimic4.Industria alimentar5.Industria minier i de construcii6.Medicin7.Aviaie i cosmonautic8.Energetic
Clasificarea instalaiilor frigorifice
1. Dup principiul de funcionare
ricetermoelectinstalatiijetcuinstalatiiabsorbtiecuinstalatiicompresiecuinstalatii
2.Dup tipul ciclului
deschisnchis
3.Dup periodicitate
discontinuefunctionarcucontinuefunctionarcu
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
2/22
Ageni frigorifici
Agenii frigorifici = substane omogene sau amestecuri de substane care preiau
n cursul ciclului frigorific cldura de la mediul ce trebuie rcit i o cedeaz altui
mediu (n general mediul ambiant) la o temperatur mai ridicat. Ei trebuie s
corespund cerinelor impuse de schema i tipul instalaiilor precum i de
nivelul de temperatur al celor dou surse de cldur.
Condiii ce trebuie ndeplinite de agenii frigorifici:
s vaporizeze la temperaturi coborte, la presiuni apropiate de ceaatmosferic;
cldura latent de vaporizare (r) s fie mare, reducnd astfel debitul deagent frigorific n instalaie;
alura curbei de saturaie s fie convenabil (psat
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
3/22
Amoniacul (NH3): gaz incolor cu miros specific pronunat (tfn -34 C)
cldur latent de vaporizare relativ ridicat;conductivitatea termic este buni vscozitatea redus;nu se dizolv n ulei i este puternic absorbit de ap (dar n prezena ei
atac Cu i aliajele sale);
arde prost n aer dar duce la explozii la concentraii de 13 25 % n aer;este toxic pentru organism la concentraii de peste 0,5 %;are pre sczut i se utilizeaz n IFCMV de medie i mare putere precum
i n cele cu absorbie.
Freonii (HCC, CFC, HFC i HCFC): sunt compui halogenai ai metanului
sau etanului obinui prin nlocuirea unuia sau mai multor atomi de hidrogen prin
atomi de Cl sau F.
au toxicitatea nul sau foarte redus;inflamabilitatea este redus;au o bun stabilitate termic;sunt compatibili cu metalele i unele uleiuri;masa molecular ridicat;vscozitatea este foarte redus ceea ce favorizeaz scprile;cldur latent de vaporizare cobort ( 10 ori mai mic ca la amoniac);coeficieni adiabatici redui;densitatea este ridicat.
Dioxidul de carbon (CO2): este utilizat n principal pentru producerea gheiiuscate (zpada carbonic); este neutru n raport cu metalele, neinflamabil,
netoxic; Dezavantaj: temperatura critic cobort (31 C) la pcr = 74 bar presiuni ridicate n condensator.
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
4/22
ncadrarea instalaiilor frigorifice fa de mediul ambiant
Schema general a unei instalaii frigorifice
60
40
20
0
- 20
- 40
t [C]
s [kJ/kg]
Instalaii
frigorifice
Pompede
cldurP.C.
+
I.F.
pc, Tc
P
pc, TcTsi
po, Toi
ln p
Qc
Qop0 = pv, T0 = Tv
Condensator
Va orizator
Com resorVentil laminare
(Detentor)
C
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
5/22
Instalaii frigorifice cu compresie mecanic de vapori
(IFCMV)
1. Clasificarea IFCMVa) cu comprimare ntr-o singur treapt;b) cu comprimare n dou trepte;c) cu comprimare n trei trepte;d)n cascad.
2. Procese n IVCMV ntr-o singur treapt de compresieSchema i ciclul ideal (Carnot) al IFCMV cu o treapt de
compresie
Bilanul termic:
+=+
kg
kJlqlq dcc0
( )
+=+=
kg
kJlqllqq dcc 00 ; dc lll = = lucrul mecanic total al ciclului
====
kg
kJiiqiiqiiliil cdc 324104312 ;;;
K
C
V
D ~M
1
23
4
lc
q0
qc
ld
1
23
4i1
i2i3
i4
s3 = s4 s1 = s2
Tc
Tv
T
s
s
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
6/22
Eficiena frigorific ideal (maxim):
0
00
q
l
q
c
C
==
( )( )vc
v
cvc
vC
cc
vTTf
T
TsTTsT
sTiiqsTiiq ,
1
1
32
410=
=
=
====
Schema i ciclul teoretic al IFCMV ntr-o singur treapt decompresie fr subrcire
1
2
3
4i1
i2
i3i4
s4 s1 = s2
Tc
Tv
T
s
q0
s3
2
C
C
1
23
4
i3 = i4 i1
pc
pv
ln p
i
q0
2
i2
qc
lc
K
C
V
VL ~M
1
23
4
lc
q0
qc
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
7/22
Procesele funcionale:
(1 2): comprimare izentropic
==
kg
kJiill c 12
(2 3): desupranclzire (rcire) izobar (2 2) + condensare izoterm (2 3)
( ) ( )
=+=
kg
kJiiiiiiqc 323'2'22
(3 4): laminarea lichidului
( )1
13
11
134114143
r
ii
ii
iixiixiii
lv
llvl
=
=+==
(4 1): vaporizare izobar - izoterm
=
kg
kJiiq 410
( )
====
kg
kJiiiiiiqqll cc 1241320
Eficiena frigorific a ciclului:
12
410
ii
ii
l
qf
==
Deplasarea comprimrii n domeniul vaporilor supranclzii i efectuarea
destinderii prin laminare, determin reducerea eficienei frigorifice a ciclului
teoretic n raport cu cea a ciclului ideal (Carnot, de referin).
Pentru ciclul ideal:
vc
vC
TT
T
=
Gradul de reversibilitate al ciclului teoretic fa de cel ideal:
112
41 =
kg
kJliiiil 12'1"2'
Eficiena frigorific a ciclului cu supranclzire:ff
ii
ii
l
q
==
'1"2
4'10
'
''
ff
f=
'(natura agentului frigorific)
C
1
23
4
i3 = i4 i1
pc
pv
ln p
i
q0
2
i1
qc
l
2
1
i2
1
2
3
4
s4 s1 = s2
Tc
Tv
T
s
q0
s3
2
C 2
1
q0SI
Tsi=T1
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
10/22
Ciclul teoretic al IFCMV cu subrcire regenerativ
===kg
kJiiqiiq srSI '331'1
==
=
kg
kJiill
kg
kJiiq c '12410 ;
'12
410
ii
ii
l
qf
==
lc
q0
K
C
V
VL
1
2
3
4
qc
Rg
131
2
3
s1 s1 = s2
Tc
Tv
T
ss3
2
C
3
4
s3 s4
qSR
1
qSI
C
1
23
i3 i1
pc
pv
ln p
i
q0
2
i2
qc
lc
3
4
qSR
i3=i4
1
i1
T1
Tv
Tc
T3
Rg
S
T
Vapori
Lichid
8/3/2019 Instalatii Frig Orifice Cu Compresie Mecanica de Vapori
11/22
Schema i ciclul teoretic al IFCMV cu separator de picturi
Bilanul termic al separatorului de picturi:[ ]kWimimimim '42111241
+=+ &&&&
+=
kg
kJrxii 14'44 ; ( )1"41'4 ; vl iiii ==
Coeficientul de debit:11
'41
14
'41
14'41
'41
41
1
2