A1- Introduccion
La refrigeración está jugando un papel cada vez mayor y vital en todos los sectores de la industria , el comercio y en el hogar. La mayoría de las plantas de refrigeración funciona en el ciclo de compresión de vapor que tiene cuatro procesos básicos.
a) Evaporacion.- un líquido a baja presión se evapora a una temperatura baja y absorbe el calor de una región fría.
b) Compresion.- el vapor de baja presión producida por (a) pasa a través de un compresor y sale a una alta presión
c) Condensacion.- el vapor de alta presión se condensa , el rechazo de calor a un medio de refrigeración
d) Expansion.- el líquido de alta presión de (c) se reduce a baja presión en el ciclo
Luego el ciclo se repite
La Unidad de Laboratorio Hilton refrigeración ha sido diseñado para demostrar estos y otros procesos , y para permitir que los estudiantes investiguen rápidamente los efectos de las variables en el rendimiento de un refrigerador simple y más
compleja.
Las siguientes páginas contienen notas sobre la puesta en marcha, operación y mantenimiento de la Unidad de Laboratorio Hilton refrigeración, observaciones típicos ejemplos de cálculo y resultados. También se da la teoría relacionada con la refrigeración de compresión de vapor.
Cabe señalar que las unidades individuales pueden dar resultados ligeramente diferentes de los que recibieron este texto.
A2-Especificacion (sujeto a cambios sin previo aviso) Refrigerante usado
Tasa de nevera
Temperatura de evaporación
Temperatura de condensación Velocidad de calentamiento
Motor eléctrico .
Compresor
Condensador
R12
1400 Watts máximo (pero varia con presiones del condensador y
evaporador) 40° a +10°C
50° máximo
(Para agua de refrigeración) 1600 Watts máximo
Nominal de potencia en el eje 370W, montadas en muñones para que el poder del eje se pueda medir Cinturón expulsado de motor eléctrico.
Dos cilindros, 40 mm de diámetro interior de 30 mm de carrera Cilindrada 75.5 cm3 / rev
Velocidad 460rev / min (nominal)
Concha y el tipo de bobina ( agua a través de la bobina ) Área de Transferencia de calor 0.075 m2 Equipado con mirilla de observación del nivel del líquido R12
Intercambiador de calor
Válvula de expansión
Transformador variable
Evaporador
Medicion de la temperatura
Medicion de la presión
Medicion de flujo
Medicion de la potencia en el eje Medicion de la potencia eléctrica
Medición de la velocidad
Seguridad
Servicios requeridos
Dimensiones
Peso
Tubo concéntrico con la superficie extendida de vapor sobrecalentado.
Arreglado para contra flujo
Compactar una vez a través del intercambiador de calor solo camino.
Carga de refrigeración suministrada por resistencia eléctrica
Comark 10 puntos termómetro electrónico que indica la temperatura en todos los puntos importantes Los manómetros para indicar presiones del evaporador y condensador
Rotámetros para medir las tasas de flujo de agua refrigerante y
refrigeración
Medidor de par para el par motor Voltímetro y amperímetro para medir (l) entrada eléctrica al motor (una curva de factor de potencia se suministra)
(ll) la entrada de calor al evaporador Tacómetro de mano para velocidades de compresor y el motor
Corte de alta presión para
desconectar el suministro eléctrico si la presión del condensador supera 15 Bar g.
Corte de alta presión para apagar entrada eléctrica al evaporador si la temperatura supera los 40 ° C 2 kW AC
Condensador de agua de
enfriamiento, 0.05 litros / s en la cabeza 20m
0.92m ancho x 0.46m profundidad x 1.25m altura
60kg
A3-Puesta en marcha
(a) Retire te unidad de la caja de embalaje e inspeccione visualmente.
(b) Desenrosque el panel posterior y retire las piezas de embalaje en la región del dinamómetro.
(c) Vuelva a colocar el panel trasero y coloque la unidad en un banco de nivel, de 750 mm a 800 mm de alto.
(d) Conecte el tubo de plástico que se incluye a un suministro de agua donde la cabeza es de al menos 20 metros, y dirigir la salida de agua a un desagüe adecuado.
(e) Conecte el cable eléctrico a la red eléctrica y de la tierra a través de una toma de corriente con fusible de valor nominal adecuado.
(f) Abra el suministro de agua de refrigeración para que el agua fluye a través del condensador a aproximadamente 40 gramo / s
(g) Ajuste el control de entrada de calor del evaporador al valor mínimo.
(h) Encienda el suministro eléctrico. Compruebe que el compresor se ha iniciado y que el medidor de flujo de refrigerante se indica flujo.
(Nota: Inicialmente, la tasa de flujo de refrigerante será errática , pero esto va a estabilizar rápidamente)
(i) Después de aproximadamente dos minutos, aumentar gradualmente la entrada de calor del evaporador hasta el valor máximo y comprobar que el caudal de refrigerante aumenta a aproximadamente el 10 programa / s.
(j) Después de cinco minutos en el registro completo condición de carga que el nivel del líquido refrigerante se puede ver en el cristal condensador vista. Si no, la carga de refrigerante debe ser variada (ver A5).
(k) Para apagar, gire a la entrada de calor del evaporador a cero y después de un minuto desconectar la red eléctrica y cerrar el agua de refrigeración.
Nota: A las cargas más ligeras que aumenta el nivel de líquido refrigerante y estará por encima de la mirilla. Esto no tiene ninguna consecuencia
A4-Operación
Carga de refrigeración (Deber)
Esto se determina por la entrada al elemento de calentamiento eléctrico en el evaporador y se controla por el ajuste de control de entrada de calor . Con el cambio a través del interruptor en la posición baja , el producto de las lecturas del voltímetro y el amperímetro da la tasa de entrada de calor del evaporador .
Presión del evaporador
Esto es controlado automáticamente por la válvula de expansión termostática y aumentará a medida que aumenta la carga de refrigeración.
Control del sobrecalentamiento
El grado de sobrecalentamiento a la salida de evaporador se controla
automáticamente por el TEV y debe estar entre 3 y 10k, (iet6 debe estar entre 3- 10k superior a T5 ) . Si se desea variar el grado de sobrecalentamiento, quite el tapón hexagonal inclinado desde el lado izquierdo de la válvula de expansión. El tornillo expuesto se gira hacia la derecha para aumentar el recalentamiento.
Nota: la unidad no debe ser operado con menos de 2k de sobrecalentamiento Presión del condensador
Esto es controlado por él enfriamiento caudal de agua y su temperatura de entrada.
Reducir la tasa de flujo de agua de refrigeración para aumentar la presión del condensador.
Nota: Si la presión del condensador supera 14 bar de calibre, de alta presión de corte funcionará y apague el motor del compresor hasta que la presión del condensador se ha reducido a aproximadamente 10 bar g .
Compresor del Motor
Entrada eléctrica. Con el cambio a través del interruptor en la posición "arriba" el voltímetro y amperímetro indican la entrada al motor del compresor. La entrada de alimentación eléctrica está en el producto de voltios, y el factor de potencia
aplicable. (Ver A2)
Compresor del motor y el dinamómetro
Potencia en el eje. El motor eléctrico está montado en muñones y el par
desarrollado es resistida por una balanza de resorte en el extremo de un brazo 150 mm de largo. Cada vez que el par de torsión se debe medir el extremo superior de la balanza de resorte debe ser movido verticalmente hasta que el brazo es
coincidente con la flecha en el panel. Un tacómetro de mano debe aplicarse al extremo del eje del motor (a través del orificio en el brazo del dinamómetro) para medir la velocidad del eje del motor.
La potencia del eje motor es el par os producto y la velocidad angular en radianes /seg.
Indicador de temperatura
Esto se convierte en operativa tan pronto como el suministro eléctrico está encendido. La temperatura se puede medir en ocho puntos en el circuito
seleccionando las estaciones 1 a 8 y la escala de temperatura apropiado. Estaciones de 9 y 10 están vacantes.
La velocidad del compresor
Esto se obtiene mediante la aplicación de un tacómetro de mano hasta el final del eje del compresor a través del agujero en el panel frontal.
Válvula de desvío
El líquido que sale del condensador puede pasar directamente al medidor de flujo o puede ser desviado a través de un intercambiador de calor cuando se enfría por el vapor frío.
Este cambio en el que se consigue mediante la rotación de la válvula de desvío a través de 180 ° , la dirección del flujo se indica por la flecha en el mango.
Pruebas de corte de alta presión
Esto se debe hacer por una persona responsable al inicio de cada sesión y después de cada 25 horas de funcionamiento.
Con la unidad funcionando en alrededor de 1000 vatios de carga, cierre el
suministro de agua de refrigeración y observar la presión del condensador. Cuando llega a 14 bar g, el cabo corte debe operar y aislar tanto el calentador evaporador y compresor del motor. A su vez en el agua de refrigeración y como la presión del condensador cae a alrededor de 10 bar r el motor del calentador y compresor debe operar de nuevo.
Si el recorte se cae para funcionar a 14 bar , el agua de refrigeración debe estar encendido y la causa investigada . (Ajuste del recortadas es por el tornillo muleteado en la cara superior.)
La unidad no debe ser operado con una alta cortar presión defectuoso.
Prueba del evaporador de alta temperatura cortada
Esta abertura es para proteger el evaporador de temperaturas excesivamente altas en el caso de fallo del flujo de refrigerante (por ejemplo, carga de refrigerante os pérdida o un compresor estancado). El recorte se ajusta normalmente a 30 ° C y se desconecta la entrada de calor del evaporador si se supera esta temperatura, pero el compresor continuará funcionando.
Para probar , hacer funcionar el refrigerador en una carga baja (digamos 300W ) , gire la perilla en la parte superior de la corte a 10 ° C y seleccione la estación 6 ( salida del evaporador ) en el indicador de temperatura. Aumente rápidamente la entrada de calor del evaporador sobre 1400W, y observar el valor de t6 . Cuando t6 alcanza 10 ° C -10k- + 10k la energía al elemento calentador debe caer a cero, y debe volver a su valor correcto cuando t6 llega a 0 ° C -10k- + 0k. Devuelva el cortar el establecimiento a 30 ° C.
Nota: En ocasiones, la alta temperatura cortado puede operar en condiciones normales sobre todo si se hace un cambio de paso de cero a la máxima potencia frigorífica. Esto rápidamente se rectifique como los refrigerantes aumentos de las tasas de flujo bajo la acción de la válvula de expansión.
Estimación de la potencia de fricción
Importante: Este sólo debe ser realizada por una persona responsable y competente (a) Iniciar la unidad y permita que alcance la temperatura normal de
funcionamiento
(b) Reducir el impuesto a cero , (es decir, gire el control de entrada de calor totalmente hacia la izquierda)
(c) Asiento delantero de la válvula de aislamiento de succión en el compresor y seguirá funcionando.
(d) El pistón del compresor está ahora haciendo un trabajo insignificante y la entrada de par del motor es igual a la requerida para superar la fricción en el compresor y la unidad.
Equilibrar el dinamómetro y registrar la carga del dinamómetro y velocidad del motor.
(e) Abra la válvula de aislamiento de succión muy lentamente y devolver la unidad a las condiciones normales de funcionamiento.
Nota : Esta operación puede llevarse a cabo después de que la unidad ha tenido 10 horas de funcionamiento. El par de fricción se mantendrá bastante constante , pero puede ser revisada anualmente o después del ajuste del cinturón
A5- Mantenimiento y carga Deslizamiento de la correa
Si esto se observa , aislar el equipo de la red eléctrica y retire el panel trasero.
Aflojar los cuatro tornillos que fijan los soportes de muñón y Lubricación
Anualmente, insertar dos o tres gotas de aceite de la luz en cada uno de los
agujeros de aceite en el soporte del muñón. El motor eléctrico requerirá un poco de grasa cada dos o tres años
A menos que se encuentra aceite lubricante que tiene una fuga, es poco probable que sea necesario cambiar o reponer el aceite lubricante del compresor. Si es necesario.
(a) Haga funcionar la unidad y deje que alcance la temperatura normal de funcionamiento.
(b) Aislar del suministro eléctrico y retire la cubierta trasera.
(c) Adelante asiento tanto de aspiración e impulsión válvulas de aislamiento en la cabeza del compresor
(d) Lentamente desenroscar el tapón de llenado en el lado del cárter del compresor y permita que la presión escape .
(e) Vierta el aceite Clavus cáscara '27'
(O un equivalente de aceite lubricante de refrigeración) en el caso de manivela hasta que se alcanza el nivel del enchufe.
(f) Reemplazar el tapón , succión abierta y válvulas de suministro y reemplazar la cubierta posterior.
(g) Opere la unidad a plena carga y comprobar que la carga de refrigerante es satisfactoria.
Refrigerante de carga (R12 )
Cuando la unidad sale P.A. Hilton fábrica Ltd.'s , se ha cargado y probado correctamente.
Si se sospecha de una fuga de refrigerante que debe ser detectado y corregido.
Detección
Con la presión en el sistema de inspeccionar todas las juntas , ya sea con espuma de jabón , una lámpara halógena o un probador de fugas electrónico . La fuga debe ser rectificado antes de recargar
Recarga
(a) Desconectar la alimentación eléctrica y retire la tapa trasera.
(b) Asiento trasero la succión válvula de aislamiento.
(c) Conectar un cilindro de R12 a través de un tubo de cobre a una rama de la T que se encuentra en el lado posterior de la cabeza del cilindro del
compresor, la línea de purga antes de apretar los sindicatos.
(d) Retire la cubierta de cabeza hexagonal para exponer el extremo de la válvula de aislamiento de succión en la cabeza del cilindro.
(e) Abra la válvula del cilindro de R12, ejecute la unidad y con una llave en la válvula de aislamiento cuadrada de 180 ° C hacia la derecha durante unos 20 segundos. Válvula para respaldar posición sentada Retorno.
(f) Opere la unidad a plena carga y observar el nivel del líquido en el vaso condensador vista. Si todavía es baja repetición ( e) hasta un nivel satisfactorio se obtiene .
(g) Vuelva a colocar la cubierta posterior.
Si la carga de refrigerante se ha perdido por completo, el circuito refrigerante debe ser evacuado a una presión de 3 mm HG abdominales para eliminar aire y vapor de agua antes de que se recargue. La carga de refrigerante es de aproximadamente 500 gramos.
Descarga
Retire la tapa en blanco desde el T en la culata, también el hexagonal dirigió cubierta para exponer el extremo de la válvula de aspiración de aislamiento. Con una llave cuadrada, gire la llave de corte de las agujas del reloj desde la posición de sentado atrás.
Nota:
(l) La carga de refrigerante debe ser descargada lentamente para reducir la pérdida de aceite lubricante
(ll) Aunque R12 no es tóxico , descarga que se debe hacer en una habitación bien ventilada y lejos de cualquier superficie de alta temperatura
General
Recogida de polvo entre las conexiones y equipos detrás del panel debe ser arrastrada por un chorro de aire comprimido seco.
El panel se puede limpiar con detergente diluido y pulido con un paño seco.
Abrasivos no deben ser utilizados.
A6 - Localización de averías Motor eléctrico no se inicia
1. Compruebe que la unidad está encendida.
2. Compruebe los fusibles.
3. Compruebe cortar esa alta presión no ha funcionado.
4. Aislar de la red y comprobar el motor por la libertad de rotación.
5. Verifique las conexiones.
6. Motor de prueba Bench.
Funcionamiento de motor eléctrico de calor
(Un aumento de temperatura de hasta 60 K por encima del ambiente es aceptable.)
1. Verificar la correa para una tensión excesiva.
2. Compruebe la presión del evaporador y del compresor, y el caudal de refrigerante.
3. Aislar de la red y comprobar la libertad de rotación del compresor y el motor.
Deslizamiento de la correa 1. Controle la tensión.
2. Aislar de la red y comprobar la libertad de rotación del compresor.
El exceso de presión del condensador
1. El agua de refrigeración demasiado caliente.
2. Insuficiente flujo de agua de enfriamiento debido a la baja presión de la red, la restricción en el flujo etc.
Operador Recortable del operador de alta temperatura (Aparte de unos pocos segundos.)
1. Asegúrese de que el compresor está en funcionamiento.
2. Compruebe la carga de refrigerante.
3. Compruebe que se indique el medidor de flujo de refrigerante - si no es así, sospechar que válvulas de aspiración del compresor o de
entrega estén cerradas, el hielo en el T.E.V. orificio u otra restricción en el flujo.
Fusibles mantienen fallas
1. Compruebe que el fusible tenga el amperaje correcto.
2. Compruebe que el flujo de agua de enfriamiento es máximo para que la presión del condensador sea baja.
3. Compruebe la libertad de rotación del motor.
4. Compruebe si hay un cortocircuito.
B1 - Aspectos termodinámicos de refrigeración
La Segunda Ley de la Termodinámica incluye la declaración "Es imposible para transferir calor desde una región a baja temperatura a otro a una temperatura superior sin la ayuda de una agencia externa".
Los refrigeradores y bombas de calor son ejemplos de máquinas que transfieren el calor de una baja a una región de alta temperatura y el
"agente externo" empleado puede ser el calor del trabajo o de alto grado.
La Primera Ley de la Termodinámica establece que en un ciclo de la
transferencia neta de calor es igual a la transferencia de trabajo de la red.
Por lo tanto, para un refrigerador
La transferencia de calor a baja temperatura + transferencia de calor a alta temperatura = transferencia de Trabajo.
(La conversión signo normal debe, por supuesto, ser aplicado.)
En el caso de un refrigerador (o bomba de calor) usando una entrada de trabajo, (es decir, el ciclo de compresión de vapor), se deduce que la transferencia de calor a baja temperatura de entrada + trabajo = la transferencia de calor a alta temperatura.
Si el agente externo es el calor de alto grado, (es decir, el ciclo de
absorción), entonces la transferencia de calor a las transferencias de baja temperatura + calor a temperaturas más altas = 0.
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Las siguientes notas se aplican sólo al Ciclo de compresión del vapor.
B1 – Definiciones Refrigerante
Una máquina cuya función primordial es eliminar el calor de una región de baja temperatura (por lo general debajo de la temperatura ambiente).
Bomba de calor
Una máquina cuya función primordial es entregar calor a una región de alta temperatura (normalmente encima de la ambiente).
Desde la primera ley de la termodinámica es evidente que un refrigera durante debe rechazar el calor a una temperatura más alta y la bomba de calor debe tener en calor a una temperatura más baja.
Así pues, hay muy poca diferencia entre las dos plantas, y ambos efectos útiles se puede obtener de la misma unidad (por ejemplo, una lechería tiene la necesidad de refrigeración y agua caliente - ambos de los cuales puede ser proporcionado por la misma planta.
Ciclo de compresión de aire
Esta es la velocidad a la que un refrigerador puede eliminar el calor de una región de baja temperatura, con temperaturas de evaporación y
condensación especificadas. En este manual "Ciclo de compresión de aire", o "Tasa de refrigeración" se mide en vatios.
(Nota: 1 "tonelada de refrigeración" = 3517 W) Coeficiente de rendimiento de un refrigerador (COPR)
Esta es la relación
Tasa de refrigeración del ciclo de compresión de aire Entrada de energía
Coeficiente de Rendimiento de una bomba de calor (CoPHP)
Es la relación
Velocidad a la que se suministra calor Entrada de energía
El poder en que se basa la CoP debe indicar claramente, ya que el de potencia puede ser
(a) La energía eléctrica para accionar el motor (b) Potencia en el eje para accionar el compresor (c) Indicó la energía o el pistón para comprimir el vapor (d) Potencia teórica de un compresor de ideales
B2-Ciclo de Carnot Invertido (Interna y externamente reversible)
El refrigerador ideal está representado por el ciclo de Carnot invertido en el que se toma calor desde una fuente de baja temperatura constante en TL y se rechaza a una constante disipador de temperatura superior a TH .
Fig.1 ilustra un diagrama de planta y la figura 2 un ciclo correspondiente en un diagrama TS para un vapor.
El ciclo es como sigue:
Vapor húmedo a 1 se comprime isoentrópicamente de una baja presión p1 a p2 una alta presión. De vapor a 2 se pasa a un intercambiador de calor (condensador) y el calor es rechazado a presión constante a un medio (disipador) de refrigeración para que el vapor se condensa y se convierte en líquido saturado a 3 .
La alta presión de líquido saturado se expande isoentrópicamente a partir de p3 a p4 y el vapor muy húmedo resultante se pasa a un intercambiador de calor
