¿Qué es Enfriador de compresion?

Un refrigerador que depende del compresor para aumentar la presión del refrigerante para lograr un circuito de refrigeración. El refrigerador de compresión está compuesto por compresor, condensador (condensador), intercambiador de calor de refrigeración (evaporador), mecanismo expansor o estrangulador y algunos equipos auxiliares. El compresor es su equipo principal.
Clasificación "Según los diferentes tipos de refrigerantes utilizados, los refrigeradores de compresión se dividen en refrigeradores de compresión de gas y refrigeradores de compresión de vapor. Los refrigeradores de compresión de vapor incluyen refrigeradores de amoníaco y refrigeradores de freón. Los refrigeradores de compresión de gas se dividen en refrigeradores de aire y refrigeradores de helio.

Según los diferentes tipos de compresores utilizados, los refrigeradores de compresión se dividen en refrigeradores alternativos, refrigeradores centrífugos y refrigeradores rotativos (refrigeradores de tornillo, refrigeradores de rotor rodante), etc. Los refrigeradores de compresión de vapor se dividen en de una etapa, de múltiples etapas (dos o tres etapas) y de tipo cascada según la composición de su sistema.
Principio de funcionamiento Los principios de funcionamiento devarios refrigeradores tienen sus puntos y diferencias comunes.
El refrigerador de compresión de gasutiliza gas como refrigerante y consta de un compresor, un condensador, un regenerador, un expansor y una caja fría (Figura 1). El gas comprimido por el compresor se enfría primero en el condensador y libera calor al agua de enfriamiento (o aire), y luego fluye a través del regenerador para ser enfriado aún más por el gas de reflujo, y entra en el expansor para la expansión adiabática.

La presión y la temperatura del gas comprimido al mismo tiempo desciende. Cuando el gas se expande en el expansor, funciona externamente y se convierte en parte del trabajo de entrada del compresor. Al mismo tiempo, el gas expandido ingresa a la caja fría y absorbe el calor del objeto a enfriar para lograr el propósito de refrigeración.

Después de eso, el gas fluye de regreso a través del regenerador, intercambia calor con el gas comprimido y luego ingresa al compresor para ser comprimido. Las máquinas de refrigeración de gas deben usar regeneradores, que no solo pueden mejorar la economía de la máquina de refrigeración, sino que también reducen la temperatura del gas comprimido antes del expansor, reduciendo así la temperatura de refrigeración.

El refrigerador de gas puede alcanzar un amplio rango de temperatura de enfriamiento, desde más de 0 hasta menos de -100 ; cuando la temperatura de enfriamiento es más alta, su economía es peor, pero cuando la temperatura de enfriamiento es menor de -90 , su economía es más alto que el refrigerador de vapor.

El refrigerador de compresión de vapor estácompuesto por un compresor, un condensador, un evaporador, un mecanismo de estrangulamiento y algunos equipos auxiliares. El refrigerante de este tipo de refrigerador se puede licuar a temperatura normal y a baja temperatura ordinaria, y el refrigerante se condensa y evapora periódicamente durante el proceso de trabajo del refrigerador.

Hay tres refrigeradores de compresión de vapor de uso común: de una etapa, de dos etapas y en cascada.
Refrigerador de compresión de vapor de una etapa: Un refrigerador de compresión de vapor en el que el refrigerante solo se comprime en una etapa desde la presión de evaporación hasta la presión de condensación, denominado refrigerador de una sola etapa. El refrigerador de una etapa está compuesto por compresor, condensador, mecanismo de estrangulamiento y evaporador (Figura 2).

El vapor de alta presión descargado del compresor se condensa en líquido liberando calor del condensador. Luego, el líquido refrigerante es estrangulado por la válvula de mariposa (válvula de expansión), la presión y la temperatura se reducen al mismo tiempo, ingresan al evaporador, absorben el calor del refrigerante (utilizado para volver a enfriar el objeto a enfriar) y evaporar en vapor. Luego, el vapor ingresa al compresor para continuar la compresión, y así sucesivamente.

Para mejorar la economía, algunos refrigeradores de una etapa también están equipados con un subenfriador y un regenerador después del condensador. La temperatura de evaporación de un frigorífico de una sola etapa suele estar entre -30 y 5 ° C.

Refrigerador de compresión de vapor de dos etapas: un refrigerador de vapor en el que el refrigerante debe someterse a una compresión de dos etapas desde la presión de evaporación hasta la presión de condensación (Figura 3). Tiene un compresor más, un intercooler y una válvula de mariposa más que un refrigerador de una sola etapa.

El vapor de refrigerante comprimido por el compresor de alta presión se condensa en líquido en el condensador y luego se divide en dos formas: una forma entra en el condensador intermedio a través de la válvula de mariposa A y enfría los gases de escape del compresor de baja presión y el líquido en el serpentín.

El vapor refrigerante evaporado en el condensador intermedio ingresa al compresor de alta presión junto con el escape del compresor de baja presión para continuar la compresión; la otra forma se enfría en el serpentín y se estrangula a la presión de evaporación por el acelerador válvula B, y entra al evaporador para evaporarse y enfriar.

El vapor evaporado entra en el compresor de baja presión para ser comprimido a presión intermedia y entra en el condensador intermedio. En comparación con un refrigerador de una sola etapa, un refrigerador de dos etapas puede alcanzar una temperatura de evaporación más baja, generalmente entre -30 y -70 ° C.
Refrigerador en cascada: dos (o varios) refrigeradores de compresión de vapor de compresión de una o dos etapas que utilizan diferentes refrigerantes como medios de trabajo, y un refrigerador compuesto conectado por evaporadores de condensación. El evaporador de condensación es un intercambiador de calor que utiliza la evaporación de refrigerante de alta temperatura para condensar refrigerante de baja temperatura. El frigorífico en cascada puede alcanzar una temperatura de evaporación muy baja.

La Figura 4 muestra el principio de funcionamiento de un refrigerador en cascada compuesto por dos refrigeradores de una sola etapa. Su etapa de alta temperatura consta de un compresor de etapa de alta temperatura, un condensador, una válvula de mariposa y un evaporador de condensación; la etapa de baja temperatura consta de un compresor de etapa de baja temperatura, un evaporador de condensación, un regenerador, una válvula de mariposa y un evaporador.

La etapa de alta temperatura y la etapa de baja temperatura son cada una un refrigerador de una sola etapa. El evaporador de condensación conecta la etapa de alta temperatura con la etapa de baja temperatura: para la etapa de alta temperatura, es un evaporador; para la etapa de baja temperatura, es un condensador. El evaporador de condensación convierte el calor exotérmico de la etapa de baja temperatura en la capacidad de enfriamiento de la etapa de alta temperatura.

En la etapa de baja temperatura, generalmente se usa un refrigerante con un punto de ebullición más bajo (como el R13). Después de la parada, todo el refrigerante se vaporizará y hará que la presión aumente excesivamente. Para prevenir este fenómeno, generalmente se instala un recipiente de equilibrio en el sistema criogénico.

Cuando se utilizan dos refrigeradores de una sola etapa en cascada, la temperatura de evaporación de la etapa de baja temperatura es generalmente de -40 -80 . Cuando un refrigerador de una etapa y un refrigerador de dos etapas están conectados en cascada, la temperatura de evaporación puede ser tan baja como -110 ° C; si se utilizan cascadas ternarias (como R22, R13 y R14), la temperatura de evaporación puede ser tan baja como -140 ° C.
Equipo principal del refrigerador decompresión de vapor El equipo principal del refrigerador de compresión de vapor incluye compresor, condensador, evaporador, evaporador de condensación y mecanismo de estrangulamiento.
Compresor Loscompresores de refrigeración tienen tipos alternativos, centrífugos y de tornillo.

El principio de funcionamiento y la estructura general del compresor de refrigeración son básicamente los mismos que los de otros compresores, pero de acuerdo con los requisitos de la máquina de refrigeración, la estructura tiene las siguientes características: Los requisitos de sellado son altos y las fugas hacia adentro y hacia afuera son No permitido. Por lo tanto, los compresores de refrigeración grandes y medianos están equipados con sellos de eje donde el eje principal se extiende fuera del cuerpo, y los compresores de refrigeración pequeños se fabrican en tipos semicerrados o completamente cerrados.

Los compresores semiherméticos generalmente integran el cuerpo y la carcasa del motor, o conectan los dos con bridas. El tipo completamente cerrado también se limita a pequeños compresores alternativos y compresores de rotor rodante. El compresor y el motor están encerrados por una carcasa de acero sellada, y generalmente no se desmonta ni repara.

El freón puede disolverse en aceite lubricante, por lo que a menudo se instala un calentador en la piscina de aceite del cárter. Algunos compresores de tornillo y compresores de rotor rodante utilizan inyección de aceite para lograr un sellado y enfriamiento internos.Además del dispositivo de inyección de aceite, también hay un separador de aceite de alta eficiencia. El compresor aspira vapor saturado. El amoníaco es fácil de transportar líquido, por lo que el compresor de amoníaco alternativo está equipado con una cubierta de seguridad para evitar el golpe de ariete.

El flujo de cada etapa es diferente durante la compresión de múltiples etapas, por lo que la mayoría de los compresores centrífugos de etapas múltiples y los compresores de tornillo están equipados con un sistema de suplemento de aire intermedio y están equipados con un ahorro de energía para mejorar la economía de funcionamiento del refrigerador.
El condensador "sebasa en el medio ambiental para eliminar el calor del refrigerante, y el refrigerante se enfría y se condensa en un líquido. Hay dos tipos de condensadores: refrigerados por agua y refrigerados por aire. El condensador enfriado por agua es el tipo de condensador más utilizado, que se utiliza en refrigeradores medianos y grandes.

Los condensadores enfriados por agua incluyen: tipo carcasa y tubo, donde el refrigerante se condensa fuera del tubo (ver intercambiador de calor de carcasa y tubos); tipo manga, donde el refrigerante se condensa en la cavidad del tubo (ver intercambiador de calor de tubo); tipo de pulverización, El refrigerante se condensa en el tubo (ver el intercambiador de calor de serpentín); en el tipo de evaporación, el refrigerante se condensa en el tubo, se rocía agua fuera del tubo y se sopla aire a través de la superficie del tubo.

La estructura de la carcasa y el tubo es más compacta, el efecto de transferencia de calor es mejor y la aplicación es más amplia. Condensadores de carcasa y tubos utilizados en refrigeradores de freón, debido a que el freón tiene un pequeño coeficiente de liberación de calor cuando se condensa, a menudo se proporcionan aletas fuera del tubo para mejorar la transferencia de calor.

Los condensadores enfriados por aire se utilizan principalmente en refrigeradores pequeños de freón, se dividen en dos tipos: convección de aire forzado (ventilador) y convección natural, el primero tiene mejores efectos de transferencia de calor. Los condensadores enfriados por aire están hechos de tipo tubo enrollado, el refrigerante se condensa en el tubo y hay aletas fuera del tubo.
Válvula de expansión térmica: una válvula de control automático que depende del sobrecalentamiento del vapor refrigerante a la salida del evaporador para cambiar la sección del canal (Figura 5). La válvula de expansión térmica está instalada en la entrada del evaporador y el paquete sensor de temperatura está instalado en la tubería de salida del evaporador. La bolsa con sensor de temperatura se llena con un medio de trabajo con sensor de temperatura (refrigerante u otro gas, líquido).

Cuando el suministro de líquido del evaporador es demasiado pequeño, aumentará el sobrecalentamiento del vapor en la salida del evaporador y aumentará la temperatura y la presión del fluido de trabajo sensible a la temperatura. El núcleo de la válvula se empuja hacia abajo a través de la varilla eyectora , y la apertura de la válvula se hace más grande y el suministro de líquido aumenta.

Aumento; por el contrario, cuando el suministro de líquido es demasiado grande, el sobrecalentamiento del vapor en la salida del evaporador se vuelve más pequeño, el canal de la válvula automáticamente se volverá más pequeño y el suministro de líquido disminuirá en consecuencia. El agua empuja la varilla de ajuste debajo de la válvula para ajustar el recalentamiento del vapor. Las válvulas de expansión térmica se utilizan principalmente en refrigeradores de freón.

Tubo capilar: también llamado tubo de estrangulamiento, generalmente un tubo de cobre delgado con una longitud de 0,1 a 2 metros y un diámetro interior de 1 a 3 mm, utilizado en pequeños refrigeradores y equipos de aire acondicionado.
Placa de orificio del acelerador: utilizada en algunos refrigeradores centrífugos, dividida en placa de orificio simple y placa perforada (varias placas de orificio funcionan en serie), etc. La sección transversal de flujo de la placa de orificio no se puede ajustar y solo es adecuada para refrigeradores con condiciones de trabajo estables.
Rendimiento y aplicaciónLos principales indicadores de rendimiento de los refrigeradores de compresión son la temperatura de trabajo (temperatura de condensación y temperatura de evaporación), la capacidad de refrigeración, la potencia y el coeficiente de refrigeración. La capacidad de refrigeración y la potencia de un frigorífico de compresión dependen principalmente del tamaño y la velocidad del compresor, y también cambian con la temperatura de funcionamiento. La tabla muestra las características y aplicaciones de varios refrigeradores de compresión.

Características y aplicaciones de los refrigeradores de compresión.