Condensatore.
Il condensatore, parte integrante del sistema di refrigerazione, è uno scambiatore di calore in grado di convertire gas o vapore in liquido e di trasferire rapidamente il calore contenuto nei tubi all'aria circostante. Il processo di funzionamento del condensatore è un processo di dissipazione del calore, pertanto la sua temperatura è elevata.
Nelle centrali elettriche vengono utilizzati numerosi condensatori per condensare il vapore proveniente dalle turbine. Negli impianti di refrigerazione, i condensatori servono a condensare vapori refrigeranti come ammoniaca e freon. Nell'industria petrolchimica, i condensatori sono impiegati per condensare idrocarburi e altri vapori chimici. Nel processo di distillazione, il dispositivo che trasforma il vapore in liquido è anch'esso chiamato condensatore. Tutti i condensatori funzionano sottraendo calore ai gas o ai vapori.
La parte meccanica del sistema di refrigerazione, costituita dallo scambiatore di calore, è in grado di convertire gas o vapore in liquido e di trasferire il calore presente nei tubi all'aria circostante in modo molto rapido. Il processo di funzionamento del condensatore è un processo di rilascio di calore, pertanto la sua temperatura è elevata.
Molti condensatori vengono utilizzati nelle centrali elettriche per condensare il vapore proveniente dalle turbine. I condensatori vengono utilizzati negli impianti di refrigerazione per condensare vapori refrigeranti come ammoniaca e freon. I condensatori vengono utilizzati nell'industria petrolchimica per condensare idrocarburi e altri vapori chimici. Nel processo di distillazione, il dispositivo che trasforma il vapore in liquido è anch'esso chiamato condensatore. Tutti i condensatori funzionano sottraendo calore a un gas o a un vapore. [1]
principio
Il gas passa attraverso un lungo tubo (solitamente avvolto a spirale), disperdendo il calore nell'aria circostante. Per il trasporto del vapore vengono spesso utilizzati metalli come il rame, che conducono il calore. Per migliorare l'efficienza del condensatore, ai tubi vengono spesso fissati dissipatori di calore con eccellenti proprietà di conduzione termica, in modo da aumentare la superficie di dissipazione e accelerare il processo di raffreddamento. La convezione dell'aria viene inoltre accelerata dalla ventola per rimuovere il calore.
Nel sistema di circolazione del frigorifero, il compressore aspira vapore refrigerante a bassa temperatura e bassa pressione dall'evaporatore, che viene compresso adiabaticamente in vapore surriscaldato ad alta temperatura e alta pressione dal compressore stesso. Successivamente, il vapore viene spinto nel condensatore per un raffreddamento a pressione costante, cedendo calore al fluido refrigerante, che si raffredda trasformandosi in refrigerante liquido superraffreddato. Il refrigerante liquido, attraverso la valvola di espansione, si riduce a bassa pressione, evapora e assorbe il calore dall'acqua (aria) circolante nell'evaporatore, raffreddando così l'acqua e realizzando il processo di refrigerazione. Il refrigerante in uscita a bassa pressione viene aspirato dal compressore, e il ciclo continua.
Il sistema di refrigerazione a compressione di vapore monostadio è composto da quattro componenti fondamentali: compressore, condensatore, valvola di laminazione ed evaporatore, collegati in successione tramite tubazioni a formare un sistema chiuso. Il refrigerante circola costantemente nel sistema, cambia stato e scambia calore con l'ambiente esterno.
Trucco
Nel sistema di refrigerazione, l'evaporatore, il condensatore, il compressore e la valvola di laminazione sono le quattro parti essenziali. L'evaporatore è l'apparecchiatura che trasferisce il refrigerante, assorbendo il calore dall'oggetto da raffreddare. Il compressore è il cuore del sistema, che aspira, comprime e trasporta il vapore refrigerante. Il condensatore è un dispositivo che rilascia calore, trasferendo il calore assorbito dall'evaporatore, insieme al calore generato dal lavoro del compressore, al fluido refrigerante. La valvola di laminazione regola la pressione del refrigerante, controllando e controllando la quantità di liquido refrigerante che fluisce nell'evaporatore. Il sistema è suddiviso in due parti: il lato ad alta pressione e il lato a bassa pressione. Nei sistemi di refrigerazione reali, oltre alle quattro parti principali sopra menzionate, sono spesso presenti alcune apparecchiature ausiliarie, come elettrovalvole, distributori, essiccatori, collettori, tappi fusibili, regolatori di pressione e altri componenti, installati per migliorare l'economicità, l'affidabilità e la sicurezza di funzionamento.
In base alla forma di condensazione, il condizionatore d'aria può essere suddiviso in raffreddato ad acqua e raffreddato ad aria; in base alla funzione, può essere suddiviso in raffreddamento singolo, refrigerato e riscaldato. Indipendentemente dal tipo di composizione, è costituito dai seguenti componenti principali.
La necessità del condensatore si basa sulla seconda legge della termodinamica: secondo questa legge, il flusso spontaneo di energia termica all'interno di un sistema chiuso è unidirezionale, ovvero può fluire solo da una zona a temperatura più elevata a una a temperatura più bassa. Inoltre, le particelle microscopiche che trasportano energia termica nel mondo microscopico possono passare solo dallo stato ordinato a quello disordinato. Pertanto, quando un motore termico riceve energia in ingresso per compiere lavoro, anche il flusso a valle deve essere ceduto, in modo da creare un divario energetico termico tra il flusso a monte e quello a valle. In questo modo, il flusso di energia termica diventa possibile e il ciclo continua.
Pertanto, se si desidera che il fluido vettore possa nuovamente compiere lavoro, è necessario prima rilasciare l'energia termica non completamente dissipata, e in questa fase è necessario utilizzare il condensatore. Se l'energia termica circostante è superiore alla temperatura del condensatore, per raffreddare quest'ultimo è necessario compiere lavoro (generalmente utilizzando un compressore). Il fluido condensato ritorna a uno stato di elevata energia termica e può quindi compiere nuovamente lavoro.
La scelta del condensatore include la selezione della forma e del modello e determina il flusso e la resistenza dell'acqua o dell'aria di raffreddamento che lo attraversa. La scelta del tipo di condensatore deve tenere conto della fonte idrica locale, della temperatura dell'acqua, delle condizioni climatiche, nonché della capacità frigorifera totale dell'impianto e dei requisiti di layout della cella frigorifera. Una volta determinato il tipo di condensatore, si calcola la superficie di scambio termico del condensatore in base al carico di condensazione e al carico termico per unità di superficie del condensatore, al fine di selezionare il modello di condensatore più adatto.
Composizione del sistema
Dopo aver assorbito il calore dell'oggetto raffreddato nell'evaporatore, il refrigerante liquido vaporizza trasformandosi in vapore ad alta temperatura e bassa pressione, viene aspirato dal compressore, compresso in vapore ad alta pressione e alta temperatura e quindi entra nel condensatore, dove cede calore al fluido di raffreddamento (acqua o aria), condensa in liquido ad alta pressione, viene laminato dalla valvola di laminazione per ottenere refrigerante a bassa pressione e bassa temperatura, e rientra nell'evaporatore per assorbire nuovamente calore e vaporizzare. In questo modo si realizza il ciclo di refrigerazione. Pertanto, il refrigerante nel sistema, attraverso i quattro processi fondamentali di evaporazione, compressione, condensazione e laminazione, completa un ciclo di refrigerazione.
I componenti principali sono compressore, condensatore, evaporatore, valvola di espansione (o capillare, valvola di controllo del superraffreddamento), valvola a quattro vie, valvola multipla, valvola di ritegno, elettrovalvola, pressostato, fusibile, valvola di regolazione della pressione di uscita, regolatore di pressione, serbatoio di accumulo del liquido, scambiatore di calore, collettore, filtro, essiccatore, dispositivo di apertura e chiusura automatica, valvola di arresto, tappo di iniezione del liquido e altri componenti.
elettrico
I componenti principali sono motori (compressori, ventole, ecc.), interruttori di comando, contattori elettromagnetici, relè di interblocco, relè di sovracorrente, relè termici di sovracorrente, regolatori di temperatura, regolatori di umidità, interruttori termici (per sbrinamento, prevenzione del congelamento, ecc.). Riscaldatore del carter del compressore, relè dell'acqua, scheda elettronica e altri componenti.
Comandi
È costituito da una serie di dispositivi di controllo, che sono:
Regolatore del refrigerante: valvola di espansione, capillare, ecc.
Regolatore del circuito del refrigerante: valvola a quattro vie, valvola di ritegno, valvola doppia, elettrovalvola.
Regolatore di pressione del refrigerante: dispositivo di apertura della pressione, regolatore di pressione in uscita, regolatore di pressione.
Protezione del motore: relè di sovracorrente, relè termico di sovracorrente, relè di temperatura.
Regolatore di temperatura: regolatore di livello della temperatura, regolatore proporzionale della temperatura.
Regolatore di umidità: regolatore del livello di umidità.
Controllore di sbrinamento: interruttore della temperatura di sbrinamento, relè temporizzato di sbrinamento, vari interruttori di temperatura.
Controllo dell'acqua di raffreddamento: relè dell'acqua, valvola di regolazione dell'acqua, pompa dell'acqua, ecc.
Controllo allarmi: allarme sovratemperatura, allarme umidità eccessiva, allarme sottotensione, allarme incendio, allarme fumo, ecc.
Altri comandi: regolatore di velocità della ventola interna, regolatore di velocità della ventola esterna, ecc.
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