دورة التبريد بضغط البخار: ماذا ، الرسم التخطيطي ، الكفاءة ، العمل ، الخطوات


في هذه المقالة ، سيتم تلخيص موضوع "دورة التبريد بضغط البخار" والحقائق المتعلقة بدورة التبريد بضغط البخار لتلخيص مفهوم واضح يمكننا الحصول عليه منه دون عناء.

في دورة التبريد بضغط البخار أ مبرد الذي يبقى في سائل يتم استخدامه داخل نظام يبقى مغلقًا ويقترح اتباع أربع طرق مثل الضغط ، ثم التبريد بالتكثيف ، بعد ذلك التمدد والتسخين أخيرًا مع التبخر.

ما هي دورة التبريد بضغط البخار؟

في نظام تكييف الهواء ، يتم استخدام دورة التبريد بضغط البخار بشكل شائع. السائل الذي يعمل كوسيط في دورة التبريد بضغط البخار هو حالات في حالة البخار.

يمكن تفسير دورة التبريد بضغط البخار بهذه الطريقة خفض درجة الحرارة الداخلية لنظام مغلق عن درجة الحرارة العادية ويساعد على رفض كمية الحرارة الزائدة من منطقة النظام المغلق وبعد القيام بهذه العملية أخيرًا قم بنقل كمية الحرارة الزائدة في البيئة.

دورة التبريد بضغط البخار
صورة - رسم تخطيطي بسيط مبسط لدورة التبريد بضغط البخار لمضخات الحرارة
1. مكثف. 2. صمام التمدد. 3. المبخر. 4. ضاغط.
حقوق الصورة - ويكيبيديا

تُستخدم دورة التبريد بالضغط للبخار في العديد من الأغراض مثل ، للأغراض المنزلية ، والأغراض التجارية ، والخدمات الصناعية وقطاعات السيارات.

في دورة ضغط البخار ، تكون المبردات المستخدمة بشكل شائع ، NH_3 و R - 12 و R- 11. في دورة ضغط البخار لنظام التبريد ، يتم سرد المكونات المستخدمة أدناه ،

  • ضاغط التبريد
  • ضاغط سائل
  • جهاز استقبال السائل
  • صمام المبخر

صمام التمدد يسمى كل من صمام المبخر وصمام التمدد بصمام التحكم في المبردات.

مخطط دورة التبريد بضغط البخار:

تحتوي دورة ضغط البخار على سائل تبريد يعمل كوسيط لدورة التبريد بضغط البخار. يغير المبرد حالة الطور أثناء العملية لمرتين.

هناك نوع بسيط من مخطط دورة التبريد بضغط البخار إذا لاحظنا ذلك ، فيمكننا العثور على أربعة مكونات رئيسية.

هم مكونات ،

ضاغط:-

المبرد عندما يكون بخارًا يذكر أنه الوقت الذي يحمل درجة حرارة أقل وضغطًا أقل من العادي ويدخل إلى ضاغط دورة التبريد بضغط البخار من مبخر النظام. بعد دخول المبخر ، يصبح البخار يحمل درجة حرارة أعلى بالإضافة إلى ضغط أعلى. يدخل بخار المبرد للنظام الذي يحمل درجة حرارة أعلى وضغطًا أعلى إلى المكثف بمساعدة صمام التفريغ.

مكثف:-

في المكثف ، عندما تدخل أبخرة المبرد للنظام الذي يحمل درجة حرارة أعلى وضغطًا أعلى في ذلك الوقت ، يتكثف بخار المبرد ويبرد لأن الملفات موجودة في الأنبوب داخل نظام تكييف الهواء.

عندما يمر المبرد عبر المكثف ، تنبعث الحرارة الكامنة في محيط وسط التكثيف الذي يعتبر ماء أو هواء.

مزيد من المعلومات حول فاصل الهيدروكلون

المتلقي:-

يتم تخزين المبرد السائل الذي يكون في حالة طور مكثف في حاوية من المكثف. تُعرف الحاوية التي يتم تخزين المبردات السائلة بها باسم المستقبل. بعد المرور من خلال المبرد السائل المكثف يأتي إلى المبخر بواسطة صمام المبخر.

صمام توسع:-

اسم آخر لصمام التمدد هو صمام الخانق. تتمثل وظيفة صمام التمدد في منح الإذن بمرور سائل التبريد بدرجة حرارة عالية وضغط مرتفع حيث يمكن أن يقلل المبرد السائل من ضغطه ودرجة حرارته.

المبخر:-

في مبخر أي نظام تبريد تحتوي على أنابيب أو ملفات حيث يكون المبرد السائل بدرجة حرارة منخفضة وضغط منخفض. في المبخر ، يتم تبخير المبرد السائل ونقله إلى مبرد بخاري حيث تظل درجة الحرارة والضغط منخفضين.

في بداية العملية ، يقوم المبرد السائل بتغيير حالته من سائل الطور إلى بخار وبعد ذلك يقوم المبرد السائل بتغيير حالة الطور من حالة بخار إلى سائل.

دورة التبريد بضغط البخار TS والمخطط الكهروضوئي:

بالنسبة لأي نظام تبريد ، يمكن معرفة عملية دورة ضغط البخار بمساعدة مخطط الضغط - الحجم ودرجة الحرارة - مخطط الانتروبيا المحدد.

الضغط - مخطط الحجم

الصورة - الضغط - الرسم البياني للحجم ؛ حقوق الصورة - ويكيبيديا


درجة الحرارة - مخطط إنتروبيا محدد

صورة - درجة الحرارة - مخطط إنتروبيا محدد ؛
حقوق الصورة - ويكيبيديا

إذا لاحظنا الرسم التخطيطي للضغط - الحجم ودرجة الحرارة - مخطط إنتروبيا محدد ، فيمكن عندئذٍ معرفة أن بخار المبرد يدخل إلى الضاغط في حالة التشبع الجاف. بعد ذلك يتم إدخال بخار المبرد المشبع والجاف إلى ضاغط نظام التبريد عند النقطة 1 حيث يتم ضغط التبريد البخاري في عملية متساوية الانحدار. الآن ينتقل المبرد البخاري من نقطة واحدة إلى نقطتين في هذا الوقت المحدد يزداد الضغط من ضغط المبخر إلى ضغط المكثف.

الآن عند النقطة 2 يدخل بخار المبرد المشبع إلى المكثف. في المكثف تنبعث الحرارة عند الضغط الثابت. لانبعاث الحرارة ، عادة ما تنخفض درجة حرارة النظام وفي نفس الوقت يحدث تغيير في المرحلة. يتم رفض الحرارة الكامنة وتصل إلى سائل التبريد عند درجة حرارة التشبع عند نقطة 3.

ثم يمر المبرد السائل بواسطة صمام التمدد. في هذه الحالة ، يقلل المبرد السائل من ضغطه ويؤدي إلى تنشئة الخانق لثابت المحتوى الحراري.

كيف يعمل نظام التبريد بضغط البخار؟

دورة ضغط البخار هي الطريقة الأكثر استخدامًا في مختلف المجالات لأن تكلفة الشحن منخفضة جدًا ومن السهل جدًا إنشاء دورة ضغط البخار.

تعمل عملية دورة ضغط البخار في نظام التبريد على أساس دورة رانكين العكسية. تسير عملية دورة ضغط البخار في أربع خطوات. تم سردها أدناه ،

صورة - عملية دورة ضغط البخار في نظام التبريد ؛ حقوق الصورة - ويكيبيديا

في هذا القسم أدناه تناقش الخطوات الأربع ،

ضغط (ضغط ثابت عكسي):

 المبرد لدورة ضغط البخار عند درجة حرارة منخفضة وضغط ممتد من المبخر إلى ضاغط حيث يتم ضغط المبرد بشكل متساوي. الضغط يرتفع من ص1 أعلى2 وترتفع درجة الحرارة من T.1 إلى T 2. يمكن التعبير عن إجمالي العمل لكل كيلوغرام من غاز التبريد أثناء الضغط المتساوي ،

ث = ح2 - ح1

أين،

h1 = كمية المحتوى الحراري لدورة ضغط البخار في درجة الحرارة T1، في خطوة شفط الضاغط

h2  = مقدار المحتوى الحراري لدورة ضغط البخار في درجة الحرارة T2، في خطوة تفريغ الضاغط.

التكثيف (الضغط المستمر والطرد الحراري):

يمر المبرد لدورة ضغط البخار من من الضاغط إلى المكثف في درجة حرارة وضغط مرتفعين. عند ضغط ودرجة حرارة ثابتة ، يتم تكثيف مادة التبريد تمامًا. يغير المبرد حالته من بخار إلى سائل.

الخنق (توسع ثابت ثابت عكسي):

في درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي ، يتم توسيع مادة التبريد لدورة ضغط البخار من خلال عملية الاختناق. في ذلك الوقت ، يظل صمام التمدد في درجة حرارة وضغط منخفضين. تتبخر كمية قليلة من المبرد السائل بمساعدة صمام التمدد ويتم تبخير كمية كبيرة من سائل التبريد بمساعدة المبخر.

التبخر (إضافة حرارة الضغط المستمر):

يتبخر خليط المبرد من البخار والسائل تمامًا ويتحول إلى مبرد بخاري. خلال عملية التبخر هذه ، يمتص المبرد الحرارة الكامنة التي تكون باردة. كمية يُعرف امتصاص الحرارة الكامنة بواسطة المبرد في دورة البخار بتأثير التبريد.

أداء دورة ضغط البخار في نظام التبريد:

تعمل دورة ضغط البخار في نظام التبريد في المبخر في قانون معادلة طاقة التدفق الثابت ،

h4 + Qe = ح1 + 0

Qe = ح1 - ح4

تعمل دورة ضغط البخار في نظام التبريد في المكثف في قانون معادلة طاقة التدفق الثابت ،

h2 + Qc = ح3 + 0

Qc = ح3 - ح2

تعمل دورة ضغط البخار في نظام التبريد في صمام التمدد في قانون معادلة طاقة التدفق الثابت ،

h3 + س = ح4 + ث

نعلم أن قيمة Q و W تساوي 0

لذلك يمكننا أن نكتب ،

h3 = ح4

أداء دورة ضغط البخار في نظام التبريد هو ،

خطوات دورة التبريد بضغط البخار:

تتم عملية دورة امتصاص البخار بأربع خطوات.

عملية الضغط:

في أولى مراحل دورة امتصاص البخار ، تتم عملية الضغط. في هذه العملية ، يبقى البخار عند ضغط ودرجة حرارة منخفضين للغاية. يدخل البخار إلى الضاغط عند ضغطه لاحقًا وبشكل متساوي. بعد ذلك تزداد درجة الحرارة والضغط.

عملية التكثيف:

بعد الانتهاء من العملية في بخار الضاغط أدخل المكثف. يتكثف البخار في الضغط العالي ويذهب إلى خزان المستقبل.

عملية التوسع:

بعد الانتهاء من العملية في بخار المكثف ، أدخل إلى صمام التمدد من خزان المستقبل. تتم عملية الاختناق في ضغط منخفض ودرجة حرارة منخفضة.

عملية التبخير:

بعد الانتهاء من العملية في صمام التمدد يدخل البخار إلى المبخر. في المبخر ، يستخرج البخار الحرارة والسائل المتداول في البيئة المحيطة وفي بخار الضغط المنخفض يتبخر.

إذا حدث بدون توسع خانق ، فسوف ينخفض ​​مستوى درجة الحرارة في درجة حرارة منخفضة للغاية ويخضع لحرارة معقولة ، حرارة كامنة للوصول بشكل خاص إلى مرحلة التبخر.

زيادة كفاءة دورة التبريد بضغط البخار:

زيادة كفاءة دورة التبريد بضغط البخار في نظام مذكور أدناه ،

  1. تحسين الإعداد
  2. يتناسب حجم الضواغط مع الأحمال قدر الإمكان
  3. قم بتثبيت VFDs على الضاغط اللولبي
  4. قم بتثبيت VFDs على محرك الضاغط
  5. استخدم نظام أتمتة متكامل
  6. استخدم ضغط الرأس العائم للحفاظ على درجة الحرارة المثالية.

دورة التبريد بضغط البخار الفعلي:

دورة التبريد بدورة ضغط البخار الفعلية ليست نفس عملية دورة التبريد بضغط البخار النظري. في دورة ضغط البخار الفعلية يوجد فقد وبخار لا مفر منه. يترك المبرد المبخر في حالة ارتفاع درجة الحرارة.

أسئلة متكررة: -

سؤال: - اذكر خصائص مادة التبريد الجيدة.

المحلول: - المبرد هو في الواقع وسيط يحمل الحرارة أثناء عملية دورة التبريد بضغط البخار. في نظام التبريد ، يتم امتصاص الحرارة من نظام درجة حرارة منخفضة وبعد ذلك يتم رفض الحرارة حتى يتمكن النظام من امتصاص درجة حرارة أعلى.

خصائص المبردات الجيدة مذكورة أدناه ،

  1. يجب أن يكون المبرد ارتفاع درجة الحرارة الحرجة
  2. يجب أن يكون المبرد نقطة غليان منخفضة
  3. غير سام
  4. غير قابل للاشتعال
  5. غير متفجر
  6. ارتفاع حرارة التبخر الكامنة
  7. عدم تآكل المعادن في استخدامات نظام دورة التبريد بضغط البخار
  8. حرارة نوعية منخفضة لمبرد السيولة
  9. حرارة نوعية منخفضة للمبرد المبخر
  10. يسهل التعرف على التسريبات بأخذ الرائحة أو المؤشر المناسب
  11. سهل التسييل في درجة حرارة وضغط معتدلين.
صورة - المبردات حقوق الصورة - ويكيبيديا

سؤال: - صف الفرق الرئيسي بين دورة كارنو ودورة رانكين.

المحلول: - نناقش الفرق الرئيسي بين دورة كارنو ودورة رانكين أدناه ،

معاملدورة كارنودورة رانكين
تعريفدورة كارنو ليست دورة عملية إنها دورة نظرية. تكون كفاءة دورة الكرنوت أعلى بين اختلاف درجة حرارة بين درجتيندورة رانكين ليست دورة نظرية إنها دورة عملية.
مثالية للدورة كارنو المناسبة للمحرك الحراري.دورة رانكين مناسبة لدورة التبريد بضغط البخار.
الكفاءةكفاءة دورة الكرنوت أعلى من دورة الرانتين.كفاءة دورة الرانتين أقل من دورة الكرنوت.
رفض الحرارةفي دورة كارنو ، يتم طرد الحرارة عندما تظل درجة الحرارة ثابتة.في دورة رانكين يتم طرد الحرارة عندما يظل الضغط ثابتًا.

إندراني بانيرجي

مرحباً .. أنا إندراني بانيرجي. أكملت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. أنا شخص متحمس وأنا شخص إيجابي حول كل جانب من جوانب الحياة. أحب قراءة الكتب والاستماع إلى الموسيقى. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

آخر المقالات