冷凍入門

冷凍システムと、私たちの日々 の生活に大きな影響があります。冷蔵庫や冷凍庫で食品を保存または、エアコンをオンにしたときを使用する冷凍システムを入れています。基本的に、これらのシステムのタスク冷たい貯蔵所から熱を取除くおよび熱流の自然な方向に対しての暖かい貯水池の中に預金することです。これを達成するために支配的な技術は、蒸気圧縮サイクルです。このビデオは蒸気圧縮サイクルのしくみについて説明し、冷凍システムを励起する簡単な手での使用方法のデモンストレーションを行います。最後に、いくつかの追加のアプリケーションについて解説します。

蒸気圧縮サイクルは、冷たい貯蔵所から、熱い貯蔵所に冷媒不足、冷媒に熱が流れますように作動流体を冷媒に対して熱力学的サイクルです。熱力学的状態の冷媒として調整された遷移の機械的循環が必要です。サイクルでは、蒸気ドーム、温度エントロピーで見ることができるし、エンタルピー図を圧冷媒相空間の領域を活用します。図の左の領域は部分的に囲まれた飽和液線、液体段階を表し右領域気相、同様に飽和蒸気線に囲まれています。飽和線は、上に流体が超重要な臨界点で交わる。飽和線間流体、二相し、温度圧力エンタルピー ダイアグラム上の等温線によって示される圧力の関数であります。この地域で温度と圧力変更できない、他の独立したので、圧力の各値は温度を指定します。そのため、二相混合物の温度は、圧力を変更することによって調整できます。これを念頭において、蒸気圧縮サイクルを調べてみましょう。例示のため、R 134 a は 1 秒あたり 0.01 キログラムの質量流量と冷媒と仮定します。サイクルの 4 つの段階がある: 圧縮、凝縮、拡張、および蒸発。各冷媒のキーに宿泊ポイントの間の遷移を記述します。圧縮の間に低圧の蒸気圧縮機に入る、圧縮機に投入する作業は、冷媒を加圧する使用されます。コンプレッサーを出た後、コンデンサー、ここに高圧蒸気を渡します、熱は、冷媒凝縮 isobarically として周囲の熱い貯蔵所に拒否されます。高圧冷媒今液相で、流れる調整拡張デバイス。液体を通過するとき isentropically 拡大し、圧力降下である二相状態が点滅し、温度が低くなるが値下がりしました。最後の段階で低温冷媒は蒸発器に入るし、冷たい貯留層からの熱を吸収します。これは冷媒の流れる定圧蒸発を駆動します。低圧の冷媒を圧縮機に返しますサイクルが完了します。この例では蒸発器の冷却能力は 1.67 キロ ワットとコンプレッサー作業入力 0.31 キロ ワット、したがってパフォーマンス、またはシステムの効率化係数を 5.4 です。今ではサイクルのしくみを理解するみましょう構築し、アクションでこれらのプリンシパルを表示するシンプルな冷蔵庫を分析します。

注意、この実験では、高圧と高濃度で有害なことができる冷却剤の使用でシステムが含まれます。常に合理的な安全上の注意に従ってくださいし、適切な個人用保護具を着用します。冷媒を使用する場合は、十分な換気を確認します。蒸気圧縮機と冷蔵庫システムの建設を開始します。シュレーダー バルブをダブル アクション空気圧シリンダーの 1 つのポートにインストールし、他のポートにパイプ継手ティーを接続します。1 つは内側と外側に他のポイントを指すように、t シャツの 2 つの残りのポートにチェック バルブを取り付けます。この構成は、冷媒を蒸発器から描画し、高圧コンデンサーを追放になります。コンプレッサーは、変更された高圧自転車フロア ポンプによって作動します。自転車ポンプ配管からゴム ビーズ チェック バルブ コンポーネントを削除します。コンプレッサーを展開し、冷媒ポンプ ストロークの間の描画ができるようになります。上流と下流の圧力を監視することができますように圧縮機の両側に圧力計と管継手ティーをインストールします。継手を介して接続している t シャツは、バルブは、流れを一方向にしか許可しないを確認します。ピストンを拡張すると、左のチェック バルブは流入を低圧蒸発器から圧縮機のボリュームにできます。ピストンが押されると、蒸気で加圧されて、高圧コンデンサーを右のチェック バルブを強制します。ピストンでは、低圧蒸気の連続的なストリームを蒸発器から描画および高圧コンデンサーに配信できます。システムの次の段階は、アルミ チューブの長さから構築するコンデンサーです。4 ターンの間 2.5 センチ直径硬質ゴム芯にそれをラップすることによって、コイルにチューブを形成し、圧縮 t シャツ、オープン ポートに 1 つの端を接続する継手を使用して、コンプレッサーの下流。インストールしてメーカー ガイドラインに付属品を強化することを確認します。次クリアの塩ビ管パイプ肘を減らす 2 つの間の短い長さをインストールします。これは高圧冷媒用貯水池として機能別圧縮継手とコンデンサー チューブのコンセントに接続します。次の段階は、パンダが、これも充填・冷媒を排出の充電ポートを追加するのに便利な場所です。ボール弁と別のパイプ ティー コネクタを継手 A.N.S.A.E. フレアを組み合わせることにより充電ポートを作成します。拡張デバイスのパイプ t シャツの 1 つの側面にニードル バルブを接続します。最後に、貯水池の低ポイントにパイプ t シャツの 3 番目のポートを接続するのにアルミ チューブの別のセクションを使用します。唯一の残りのセクションは、蒸発器です。同じ手法を使用してくださいのアルミ チューブの 2 つめのコイルを形成し、冷凍ループを完了するニードル バルブ コンセントと圧縮機入口間に接続しています。今ではシステムをアセンブルすると、任意のメモリ リーク検出用の充電ポートを圧縮空気でそれを埋めます。石鹸水スプレーを使用して、任意の漏れの接続を識別し、必要に応じて修理を行います。最後に、熱電対を温度測定用凝縮器と蒸発器コイルに接続します。充電して、冷蔵庫を操作する準備が整いました。

充電は、2 つのステップ プロセスです。空気はまずシステムから避難され冷媒が追加されます。マニホールド、冷蔵庫の充電ポートを冷媒の中のポートに接続します。真空ポンプを接続し、マニホールドの低圧ポート、冷媒高圧ポートにすることができます。すべてのバルブを閉じ、真空ポンプの電源を入れます。徐々 にシステムから空気を避難させるシステムのバルブをすべて開きます。空気は、システムから避難しています後、簡潔を冷媒ラインから空気をオフに冷媒容器バルブを開きし、再び閉じます。全ての空気は避難している、今では、冷媒のマニホールドの低圧ポートを閉じることによって真空ポンプを分離します。冷媒容器を反転し、高圧貯留層のレベルは若干上回るニードル弁レベルまでシステムに冷媒に液体を注入します。最後のステップは、かろうじて開くし、コンプレッサーのシュレーダー バルブに自転車ポンプ ホースを接続になるまでニードルを調整することです。蒸発器と凝縮器の温度と同様に、高、低面圧の追跡を行って、冷蔵庫自転車ポンプをポンプによって動作します。定常状態に達すると、これらの圧力と温度の値を記録します。ゲージ レポート ゲージ圧、大気に対する圧力である場合は、1 つの雰囲気を読み取りに追加することによって測定値を絶対圧力に変換しています。

あなたの冷蔵庫のパフォーマンスの結果を見てみましょう。まず、測定の低、高圧冷媒の対応する飽和温度に測定された温度を比較します。この場合、測定は密接に一致します。熱電対の外観に周囲の空気からの熱伝導による蒸発器の温度の相違があります。凝縮器の温度は実験的許容範囲内に一致しますが、これは熱電対があまりにもすぐに配置されてかどうかを予想以上に熱く表示されるも可能性がコンデンサーの超加熱部分。状態のポイントを示すことによって、解析を終了し、おおよその温度エントロピー曲線を接続するエンタルピー図の圧力します。シンプルなシステムが低冷却能力と商業のシステムと比べて、低リフト限定パフォーマンスを生成することを見ることができます。入力作業の多くは自転車ポンプで空気を圧縮する支出は、以来、低圧冷媒でパフォーマンスを改善できます。またより大きな圧力差を維持することが膨張弁を使用して有益ででしょう。ほとんどの商用システムでは、必要な蒸発温度を維持するために開業を動的に調整する温度制御された膨張弁を採用しています。基本的なプロセスを分析した、今では、いくつかの他の一般的なアプリケーションを見てみましょう。

蒸気圧縮サイクルは多くの共通で使用される支配的な冷凍技術デバイスを置きます。電子機器用 Thermomanagement は、コンポーネントのサイズは、減少している着実にパワーとスピードのための要求が成長しているますます重要になります。冷却のスーパー コンピューターと蒸気圧縮サイクルを使用して他のハイパワー電子機器は、他の技術に比べて多くの利点を持っています。蒸気圧縮サイクルは、熱ポンプとしても使用できます。このモードで熱は低温の環境から蒸発器に買収、暖かいエアコン スペースに配信されます。これは配信熱のほとんどは、周囲から描画され、ごく一部が機械的な仕事としてコンプレッサーに供給されるので、直接通電加熱に比べて暖房の効率的なモードをすることができます。

冷凍と蒸気ドームのゼウスの概要を見てきただけ。冷凍機の蒸気圧縮サイクルの実装方法と温度エントロピーを使用してパフォーマンスを分析およびエンタルピー図圧力方法今理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。