Agregatul Frigorific

Introducere

Frigul artificial a capatat in ultimii ani un rol foarte important, fiind utilizat in industria alimentara, in industria chimica, pentru intensificarea unor procese de reactie, in instalatiile de conditionare sau climatizare, prelucrarea metalelor la temperaturi joase etc.

Pentru a raci un corp si a-l mentine la o temperatura mai mica decat cea a mediului ambiant, este necesar ca el sa cedeze mediului ambiant caldura, consumand in acest scop energie mecanica, electrica, termochimica etc.

In functie de temperatura surselor de caldura raportate la temperatura mediului ambiant Tamb, masinile care functioneaza dupa un ciclu inversat se impart in trei grupe.

Daca T = Tamb (T fiind temperatura sursei calde), instalatia are rolul de a mentine temperatura scazuta intr-o incinta si se numeste instalatie frigorifica (1, fig. 1). Daca To = Tamb (To fiind temperatura sursei reci), instalatia reprezinta o pompa de caldura (2, fig.1), iar daca To< Tamb< T, instalatia este cu ciclu combinat (3, fig.1).

Fig. 1. Particularizarea ciclului Carnot inversat.

In principiu instalatiile frigorifice absorb caldura de la un corp rece, de temperatura To si o cedeaza mediului ambiant. In acest caz, agentul de lucru poarta denumirea de agent frigorific.

Din punct de vedere al agentilor frigorifici utilizati, instalatiile frigorifice pot fi cu aer sau cu vapori. Sunt cunoscuti peste 80 de agenti frigorifici, de o larga raspandire fiind freonii, hidrocarburile si diferiti compusi anorganici, inclusiv apa (tab.15.1).

Dupa principiul de functionare, instalatiile frigorifice cele mai utilizate sunt: a) instalatii cu comprimare mecanica a agentului frigorific;

b) cu comprimare termochimica, numite si instalatii frigorifice cu absorbtie;

c) instalatii frigorifice cu ejectoare.

In prezenta lucrare se trateaza instalatii frigorifice cu vapori cu comprimare mecanica (fig. 2).

Fig .2 Schema de principiu a instalatiei frigorifice cu compresie mecanica cu vapori.

Vaporii saturati de stare 1 (fig .3), aflati la presiune scazuta p1 sunt comprimati politropic in compresorul 1 (fig .2) pana la presiunea din condensator p2. Agentul frigorific in faza de vapori supraincalziti intra in condensatorul 2 (fig. .2) unde are loc racirea izobara pana la starea de saturatie si condensarea lor (transformarea 2-3-4) cu cedarea caldurii q1 mediului exterior, prin agentul de racire al condensatorului. Dupa condensare, agentul frigorific, la starea 4 este laminat in ventilul de laminare 3 (fig. .2) pana la nivelul presiunii p1 din vaporizator. Transformarea (4-5) este izentalpica si ireversibila, rezultand un amestec lichid-vapori, la starea 5. In continuare are loc vaporizarea (5-1) in vaporizatorul 4 (fig. .2), preluandu-se caldura qo de la spatiul refrigerat.

Fig. 3. Ciclul instalatiei frigorifice cu compresie mecanica de vapori in diagramele T-s si p-h.

2. PROCEDEE PENTRU REGLAREA PUTERII FRIGORIFICE A COMPRESOARELOR CU PISTON

Modificarea presiunii de aspiraţie a compresorului. Puterea frigorifică a compresorului cu piston se modifică cel mai simplu prin reglarea presiunii de aspiraţie, deoarece variaţia presiunii produce variaţia coeficientului de debit al instalaţiei frigorifice.