Studiul Ciclului Instalației Frigorifice cu Comprimare de Vapori

1- Schema şi diagrama ciclului instalaţiei

Schema instalaţiei frigorifice cu comprimare de vapori este prezentată în fig.1, diagrama lgP-h a ciclului – în fig.2- Vaporii saturaţi ai agentului frigorific sunt comprimaţi în compresorul Cp- La creşterea presiunii se măreşte şi temperatura lor- Vaporii cu temperatura mare se introduc în condensatorul Cd unde, cedând căldura mediului înconjurător, se condensează- În ventilul de laminare VL lichidul se laminează, presiunea şi temperatura lui scad, el vaporizându-se parţial- După VL agentul frigorific nimereşte în vaporizatorul Vp, amplasat în camera frigorifică unde, din contul asimilării intrărilor de căldură, se termină procesul de vaporizare.

Comprimarea 1-2 se efectuează după un proces adiabat, pe diagramă (vezi fig.2) - după s= const- În condensator şi în vaporizator se efectuează procese izobare 2-3 şi 4-1, la presiunile de saturaţie care corespund temperaturilor respective- În ciclul teoretic aceste vor fi temperatura camerei frigorifice tf şi temperatura mediului t0- Pentru ciclul real la acestea se va introduce căderea de temperatură în schimbătoarele de căldură tsc:

tRf = tf - tsc, (1)

tR0 = t0 + tsc- (2)

Procesul ireversibil de laminare se trasează la h = const.

Pentru ciclul teoretic valorile specifice, în kJ/kg, ale lucrului compresorului acp, căldurii cedate mediului în condensator qt şi productivităţii de frig qf se calculă ca diferenţa de entalpii în procesele respective:

acp= h2- h1, (3)

qt= h2- h3, (4)

qf= h1- h4, (5)

Coeficientul frigorific se determină cu relaţia:

- (6)

Debitul agentului frigorific DR, în kg/s, se calculă după productivitatea frigorifică totală a instalaţiei Qf, în kW:

- (7)

Puterea aplicată compresoruli va fi

Ncs=DR acp- (8)

2- Pachetul de programe CoolPack

Pentru proiectarea, dimensionarea, analiza şi optimizarea instalaţiilor frigorifice şi a pompelor de căldură la Facultatea de Inginerie Mecanică a Universităţii Tehnice din Danemarca a fost elaborat un pachet de programe de simulare - CoolPack.

Programele (vezi fig.3) sunt separate în 6 categorii, fiecare poate fi deschisă, accesând fereastra respectivă pe bara de titlu:

1- Utilităţi din tehnica frigului – Rrefrigeration utility;

2- Analiza ciclelor – Cycle analysis;

3- Proiectări – Design;

4- Evaluări – Evaluation;

5- Auxiliare – Auxiliary;

6- Dinamica – Dynamic.

Programul 1 - Rrefrigeration utility are opţiunile ( vezi fig.4):

1 (fulgul) - Rrefrigeration utility, care include:

- Diagramele log p-h, T-s şi h-s pentru 45 de agenţi frigorifici;

- Calcularea parametrilor de stare a agenţilor frigorifici;

- Calcularea parametrilor şi caracteristicilor ciclurilor IF,