Introduction à la réfrigération

ATTENTION : Cette expérience implique des systèmes à des pressions élevées et l’utilisation des fluides frigorigènes, qui peuvent devenir toxiques à des concentrations élevées. S’assurer que des précautions raisonnables sont respectées et que les EPI approprié est usée. Assurer une ventilation adéquate lorsque vous travaillez avec des fluides frigorigènes.

1. fabrication de système de réfrigération (voir schéma et photo, Fig. 3)

1. Construire le compresseur de la vapeur de la première connexion à un port d’un vérin pneumatique double effet pour un tee-shirt de raccord de tuyau. Installer une valve Schraeder sur l’autre port du vérin pneumatique. Installer unidirectionnel (clapets) pour les deux autres ports de la té un pointant vers l’intérieur et l’autre pointant vers l’extérieur. Cela permet de réfrigérant à être tirées l’évaporateur et expulsé vers le condenseur à haute pression.
2. En utilisant deux tees de tuyauterie plus, installer des jauges de pression en amont et en aval du compresseur.
3. Une pompe à vélo haute pression sol sert à actionner le compresseur. Retirez le talon en caoutchouc (check valve composant) de la plomberie de pompe à vélo. Cela permettra le compresseur élargir et dessiner en fluide frigorigène entre coups de pompage. Connecter le tuyau de pompe à vélo à la valve Schraeder sur le compresseur.
4. Former une mince bobine de tube aluminium (diamètre de 3,2 mm extérieur) d’agir comme le condenseur. Dans le système prototype (Fig. 3), la bobine a été formée en spirale enveloppant le tube d’aluminium autour d’un noyau de tube de caoutchouc rigide de diamètre 2,5 cm pour quatre tours (environ 50 cm de longueur totale). La longueur de bobine condensateur n’est pas critique pour cette expérience à petite échelle.
5. Connectez une extrémité de la bobine condenseur à l’orifice ouvert du tuyau raccord té en aval de la jauge de pression à l’aide d’une raccord (partie #5272 K 291 a suggéré de McMaster Inc.) de compression.
6. Installer un tuyau de PVC clair court dans deux coudes de tuyaux réductrice. Cette composante agira comme le réservoir de réfrigérant à haute pression. Relier le réservoir à la sortie du serpentin condenseur.
7. Installer un robinet à boisseau sphérique dans un t tuyau avec un connecteur d’évasé AN/SAE. Ce sera le port de chargement. Connectez un compteur à aiguille sur un côté du té tuyau. Ce sera le détendeur. En utilisant le tube étroit en aluminium, connectez l’autre port du té tuyau jusqu’au bas du réservoir réfrigérant.
8. Former une deuxième bobine de tube en aluminium d’agir comme l’évaporateur. Branchez sur cette entre l’entrée de prise et compresseur de soupape à pointeau.
9. Remplir le système d’air comprimé (550 kPa si disponible) à travers le port de chargement. Un jet d’eau savonneuse permet d’identifier les éventuelles fuites de plomberie et effectuer les réparations nécessaires.
10. Se connecter à thermocouples à des bobines condenseur et évaporateur pour mesurer la température.

Figure 3 : a. diagramme des composants et des connexions au système de réfrigération compression vapeur expérimentale. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Cycle de réfrigération compression de vapeur T - s (a) et P - h b diagrammes pour expérimental R-134 a.

2. charger le circuit de réfrigération

1. Connectez le port moyen du fluide frigorigène charger le collecteur pour le port de chargement sur le réfrigérateur. Connecter une pompe à vide pour le port de basse pression du collecteur et un bidon de réfrigérant au port à haute pression. R134a est le réfrigérant plus couramment disponible et est utilisé ici. R1234ze(E) peut être une meilleure option, car sa pression de saturation faible permettraient plus facile fonctionnement du compresseur, et sa faible GWP permettrait de réduire les impacts environnementaux des éventuelles fuites.
2. Faire fonctionner la pompe de vide et de progressivement ouvrir toutes les vannes de système pour enlever tout l’air. Brièvement, ouvrir la vanne bac réfrigérant pour effacer tout l’air de l’Assemblée.
3. Une fois que le vide est réalisé, isoler la pompe à vide et ferme le port à basse pression sur le fluide frigorigène charger collecteur. Inverser le bac réfrigérant et injecter le liquid réfrigérant dans le système jusqu'à ce que le niveau dans le réservoir à haute pression est légèrement au-dessus du niveau de la soupape à pointeau.

3. fonctionnement

1. Ajuster la valve à aiguille jusqu'à ce qu’il est à peine ouvert.
2. Fonctionner le réfrigérateur par pompage de la pompe à vélo reliée au vérin pneumatique compresseur.
3. Suivre les côtés haute et basse pressions et les températures d’évaporateur et du condenseur jusqu'à ce que l’état d’équilibre est atteints. Enregistrer ces pressions et températures. Notez que la plupart manomètres pression gage de rapport. Cela peut être converti à la pression absolue en ajoutant environ 101 kPa.
4. Indiquer les points d’État (1-4) et environ reliant les courbes sur les diagrammes de T-s et P-h (Fig. 4).