07 Фев Рециркуляция хладагента
Вытекание пара хладагента наружу и диффундирование его в окружающую атмосферу, непрактично.
Пар необходимо собирать и конденсировать для повторного использования его в качестве хладагента, чтобы исключить тем самым необходимость восполнения хладагента в системе. Для этой цели в систему введен конденсатор (рис. 1).
Хладагент кипит в испарителе, так как он поглощает требуемую скрытую теплоту из охлаждаемого пространства. Для конденсирования пара необходимо, чтобы скрытая теплота перешла из пара в другое тело. Среда, которая поглощает скрытую теплоту из пара, что приводит к его конденсации, называется охлаждающей средой. Наиболее распространенными охлаждающими средами являются воздух и вода. Вода обычно поступает в конденсатор из городского водопровода или градирни. Воздух, используемый в качестве охлаждающей среды, должен иметь температуру 5 °С и выше.
Рисунок 1 – Отвод и конденсация пара хладагента (хладагент поглощает теплоту в испарителе и отдает ее в конденсаторе):
1 – пар с низкой температурой и давлением; 2 – парожидкостная смесь с низкой температурой и давлением; 3 – регулятор хладагента; 4 – жидкость с высокой температурой и давлением; 5 – конденсатор; 6 – парожидкостная смесь с высокой температурой и давлением; 7 – пар с высокой температурой и давлением; 8 – компрессор
Температура охлаждающей среды должна быть ниже температуры пара хладагента для того, чтобы теплота переходила из пара в охлаждающую среду. Однако давление и температура насыщенного пара на выходе из испарителя равны давлению и температуре кипящей жидкости, а температура пара всегда значительно ниже температуры охлаждающей среды. Поэтому для осуществления передачи теплоты от пара хладагента к воздуху или воде нужно пар сжать до такого давления, чтобы его температура насыщения была выше температуры охлаждающей среды. Для этой цели предназначен паровой насос, или компрессор (рис. 1).
Перед сжатием пар хладагента находится при температуре и давлении кипения. Давление пара низкое, а, следовательно, и соответствующая ему температура насыщения низкая. При сжатии давление пара повышается до такой величины, что температура насыщения становится выше температуры охлаждающей среды. Для повышения давления пара необходимо совершить определенную механическую работу. При этом увеличивается внутренняя энергия и повышается температура пара.
Сжатый пар, имеющий высокое давление и температуру, нагнетается в конденсатор, где он отдает теплоту охлаждающей среде, имеющей более низкую температуру. Пар охлаждается до температуры насыщения и, продолжая отдавать теплоту в конденсаторе, сжимается при более высоком давлении и температуре насыщения. Теплота, отданная паром в конденсаторе, уносится охлаждающей средой. Полученная жидкость, температура и давление которые одинаковые с температурой и давлением конденсирующегося пара, вытекает из конденсатора и поступает в ресивер, а затем в испаритель.