Dampfkompressionszyklus: Was, wie, Typen, Arbeitsweise, Anwendungen und verschiedene Fakten:

In diesem Artikel wird der Dampfkompressionszyklus besprochen und die Fakten zum Dampfkompressionszyklus kurz zusammengefasst. Der Dampfkompressionszyklus wird üblicherweise als Kühlsystem verwendet.

Im Kühlsystem, das dem thermodynamischen Kreislauf folgt, wird es in einem weiten Bereich verwendet. Die Wärmeenergie wird von einem kalten Reservoir umgewandelt und danach in ein heißes Reservoir übertragen. In einem geschlossenen Kreislauf werden Flüssigkeiten verwendet und durchlaufen einen Verdichtungs-, Kondensations-, Expansions- und Verdampfungsprozess.

Was ist ein Dampfkompressionszyklus?

Der Dampfkompressionszyklus wird in der Automobil- und Kälteindustrie eingesetzt. Zum Kühlen von Lebensmitteln und Fleisch in Lagerhäusern, Ölraffinerien, chemischen Verarbeitungsanlagen und vielen anderen ist es weit verbreitet.

Der Dampfkompressionskreislauf wird erklärt, da ein flüssiges Kältemittel verwendet wird, das kreisförmig im System rotiert und als Medium fungiert. Das flüssige Kühlmittel absorbiert die Wärme von jedem bestimmten Raum, wo Kühlung benötigt wird, und kann auch Wärme von jedem bestimmten Raum entfernen, wo Heizung für das System benötigt wird.

Der Dampfkompressionszyklus erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf. Im System des Dampfkompressionskreislaufs ist die Flüssigkeit, die als Medium arbeitet, eigentlich ein Dampf. In einem sehr schnellen Modus wird die Flüssigkeit verdampft und wandelt sich abwechselnd zwischen flüssiger Phase und Dampf um oder kondensiert innerhalb der Kälteanlage.

Diagramm des Dampfkompressionszyklus:

Der Dampfkompressionszyklus der flüssiges Kältemittel ändert seinen Phasenzustand zweimal. Flüssiges Kältemittel verwandelt sich im ersten Schritt von Flüssigkeit in Dampf und im nächsten Schritt von Dampf in Flüssigkeit.

Das Diagramm des Dampfkompressionszyklus kann mit Hilfe von zwei Diagrammen erklärt werden, die unten angegeben sind:

• Druck-Volumen-Diagramm
• Temperatur – Spezifisches Entropiediagramm

Druck-Volumen-Diagramm

Temperatur – Spezifisches Entropiediagramm

Prozess und Arbeitsprinzip des Dampfkompressionszyklus:

Der Dampfkompressionszyklus ist ein Verfahren, das am häufigsten in verschiedenen Bereichen verwendet wird, da seine Ladekosten sehr niedrig sind und die Konstruktion des Dampfkompressionszyklus ziemlich einfach zu erstellen ist.

Der Kreisprozess der Brüdenverdichtung in Kälteanlagen arbeitet umgekehrt Rankine-Zyklus. Der Prozess des Dampfkompressionszyklus läuft in vier Schritten ab. Sie sind unten aufgeführt,

1. Kompression
2. Kondensation
3. Drosselung
4. Verdampfung

In diesem Abschnitt unten werden die vier Schritte besprochen,

Kompression (Reversible adiabatische Kompression):

Das Kältemittel des Dampfkompressionskreislaufs bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck streckte sich vom Verdampfer zu Verdichter, bei dem das Kältemittel isentrop verdichtet wird. Der Druck steigt von p₁ oben₂ und die Temperatur steigt von T₁ zu T.₂. Die während der isentropen Kompression geleistete Gesamtarbeit pro kg Kältemittel kann ausgedrückt werden als:

b = h₂ - h₁

Woher,

h₁ = Enthalpiemenge des Dampfkompressionszyklus bei Temperatur T₁, im Schritt des Ansaugens des Kompressors

h₂ = Enthalpiemenge des Dampfkompressionszyklus bei Temperatur T₂, im Schritt der Entladung des Kompressors.

Kondensation (Wärmeabgabe bei konstantem Druck):

Das Kühlmittel des Dampfkompressionskreislaufs wird von durchgeleitet Kompressor zum Kondensator bei hoher Temperatur und Druck. Bei konstantem Druck und konstanter Temperatur wird das Kältemittel vollständig kondensiert. Das Kältemittel ändert seinen Zustand von Dampf zu Flüssigkeit.

Drosselung (Reversible adiabatische Expansion):

Bei hoher Temperatur und hohem Druck wird das Kältemittel des Dampfkompressionszyklus durch den Prozess der Drosselung expandiert. In dieser Zeit bleibt das Expansionsventil bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck. Eine kleine Menge flüssiges Kältemittel verdampft mit Hilfe des Expansionsventils und eine große Menge flüssiges Kältemittel wird mit Hilfe des Verdampfers verdampft.

Verdampfung (Wärmezugabe bei konstantem Druck):

Das Kältemittelgemisch aus Dampf und Flüssigkeit wird vollständig verdampft und in Dampfkältemittel umgewandelt. Während dieses Verdampfungsprozesses nimmt das Kältemittel latente Wärme auf, der Zustand ist kühl. Die Menge an Die latente Wärmeaufnahme durch das Kältemittel im Dampfkreislauf wird als Kühleffekt bezeichnet.

Leistung des Dampfkompressionszyklus im Kühlsystem:

Der Dampfkompressionskreislauf im Kühlsystem arbeitet am Verdampfer nach dem Gesetz der Steady Flow Energy Equation,

h₄ + Q_e =h₁ + 0

Q_e =h₁ - h₄

Der Dampfkompressionskreislauf im Kühlsystem arbeitet am Kondensator im Gesetz der Steady Flow Energy Equation,

h₂ + Q_c =h₃ + 0

Q_c =h₃ - h₂

Der Dampfkompressionskreislauf im Kühlsystem arbeitet am Expansionsventil im Gesetz der Steady Flow Energy Equation,

h₃ + Q = h₄ + W

Wir wissen, dass der Wert von Q und W 0 ist

Also können wir schreiben,

h₃ =h₄

Die Leistung des Dampfkompressionszyklus im Kühlsystem ist,

Ausgang/Eingang = h₁ - h₄/h₂ - h₁

Was ist ein einfacher Dampfkompressionszyklus?

Die Luft des einfachen Dampfkompressionskreislaufs wird als Kältemittel verwendet und bei sehr niedriger Temperatur und niedrigem Druck verdampft. Die mechanische Energie wird benötigt, um den Kompressor des Systems zu betreiben.

Der einfache Dampfkompressionszyklus kann sein erklären, wie die Wärmekraftmaschine funktioniert umgekehrt technisch kann das als umgekehrter Carnot-Motor bezeichnet werden. Der einfache Dampfkompressionszyklus überträgt Wärme von einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur zu einem Reservoir mit höherer Temperatur.

Was ist der Dampfkompressionszyklus eines Kühlsystems?

Der Dampfkompressionskreislauf eines Kühlsystems ist eines der am häufigsten verwendeten und beliebtesten Kühlsysteme unter allen Kühlsystemen. Sowohl für Haushalts- als auch für Industriezwecke wird der Dampfkompressionszyklus eines Kühlsystems verwendet.

Der Dampfkompressionskreislauf eines Kühlsystems gehört zu dem Kältekreislauf, der hauptsächlich vom allgemeinen Typ ist, und in diesem System wird das Kältemittel mindestens während eines Prozesses einem Phasenwechsel unterzogen. Der Kreislauf arbeitet in einem geschlossenen System und das Kältemittel bewegt sich kreisförmig.

Im Dampfkompressionszyklus NH₃, R – 12, R- 11 Kältemittel verwendet werden. Der Dampfkompressionskreislauf eines Kühlsystems besteht aus einem Kältemittelkompressor, einem Flüssigkeitskompressor, einem Flüssigkeitssammler, einem Verdampfer und einem Expansionsventil, die als Kältemittelregelventil bekannt sind.

Kältekreislauf der Dampfabsorption:

Der Dampfabsorptions-Kühlkreislauf kann problemlos funktionieren, wenn keine hohe Leistung verfügbar ist. Der Hauptunterschied zwischen dem Dampfkompressionszyklus und dem Dampfabsorptionskältezyklus besteht darin, dass der Kompressor ersetzt wird.

Im Dampfabsorptionskältekreislauf wird die Temperatur des Systems gesenkt, was in a erfolgt geschlossenes SystemDas Kältemittel fungiert als Medium und entfernt unerwünschte Wärme aus einem bestimmten Raum des Systems und überträgt die Wärme nach der Entfernung dorthin, wo die Temperatur im Kühlsystem niedriger ist.

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Im Dampfabsorptions-Kältekreisgenerator werden ein Druckminderventil, ein Expansionsventil, eine Kondensatorpumpe und ein Absorber verwendet. Ammoniak wird in dem System als Kühlmittel verwendet und die Mischung aus Ammoniak, Lithiumbromid, Wasser und Wasser wird als Absorptionsmittel verwendet.

Idealer Dampfkompressionszyklus:

Bei einem idealen Dampfkompressions-Kältekreislaufsystem tritt das Kältemittel zunächst als gesättigter Dampf in den Kompressor ein, danach wird das Kältemittel im Kondensator auf den gesättigten flüssigen Zustand abgekühlt. Wenn der Drosselvorgang im Verdampfer stattfindet, werden Dampf und Druck im Kühlraum absorbiert.

Einfacher Dampfkompressionszyklus:

Einfache Kältekreislaufsysteme mit Dampfkompressionskreislauf treten zunächst als Dampf bei niedrigerem Druck in den Kompressor ein. Danach wurde das Kältemittel im Kondensator bei höherem Druck überhitzt. Wenn der Drosselprozess stattfindet, wird die Wärme freigesetzt und tritt in den nächsten Prozess des Zyklus ein.

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Tatsächlicher Dampfkompressionszyklus:

Der tatsächliche Dampfkompressionskreislauf-Kältekreislauf ist nicht derselbe Prozess wie der theoretische Dampfkreislauf des Prozesses. Im eigentlichen Dampfkompressionszyklus sind Verluste und unvermeidbarer Dampf vorhanden. Das Kältemittel verlässt den Verdampfer im Zustand von überhitzen.

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Dampfabsorptionszyklus:

Der Dampfabsorptionskreislauf im Kühlsystem kann als Kältemittel beschrieben werden, das im Kondensator kondensiert und am Verdampfer verdampft. In diesem Kältesystem sind alle Prozesse wie Kompression, Kondensation und Expansionsverdampfung vorhanden. Als Kältemittel können Lithiumbromid, Wasser oder Ammoniak verwendet werden.

Anwendungen des Dampfabsorptionszyklus:

Die Anwendung des Dampfabsorptionszyklus im Kühlsystem ist unten angegeben.

• Haushaltskühlung
• Kühllagerung und Lebensmittelverarbeitung
• Gewerbekälte
• Medizinische Kühlung
• Elektronische Kühlung

Haushaltskühlung:

 In Wohneinheiten werden Lebensmittel in der Haushaltskühlung gelagert.

Kühllagerung und Lebensmittelverarbeitung:

Zum Verarbeiten, Konservieren und Lagern von Lebensmitteln vom Ursprungsort bis zur Abgabestelle der Großhandelsvertriebe.

Gewerbekälte:

Präsentieren und Aufbewahren von frischen und gefrorenen Lebensmitteln in Verkaufsstellen.

Medizinische Kühlung:

Um das Medikament bei der richtigen Temperatur zu halten, wird medizinische Kühlung verwendet.

Elektronische Kühlung:

Zur Temperaturregelung in großen Computern, CMOS-Schaltung (Komplementärer Metalloxid-Halbleiter)elektronische Kühlung verwendet wird.

Funktionsprinzip des Dampfabsorptionszyklus:

Das Arbeitsprinzip des Dampfabsorptionszyklus ist unten zusammengefasst:

1. Zu Beginn des Prozesses kommt Dampf aus dem Verdampfer und geht dann zum Absorber und Dampf wird in Wasser absorbiert.
2. Bei der Aufnahme wird latente Wärme und Mischwärme abgegeben.
3. Der Kühlprozess wird vom Absorber durchgeführt, um die Temperatur im System niedriger zu halten.
4. Die Absorptionskapazität wird erhöht, wenn der Absorber eine niedrigere Temperatur hat.
5. Ein starkes Aqua-Gemisch aus Ammoniak und Wasser kommt aus dem Absorber und gelangt mit Hilfe einer Pumpe durch Aqua an die Spitze des Analysators Wärmetauscher.
6. Durch den Generator wird die Aqua-Falls-Mischung zum Analysator geschickt. Im Generator liegt eine höhere Temperatur vor, weshalb niedrigsiedendes Ammoniak leicht aus dem Gemisch abgetrennt werden kann.
7. Der Aufheizvorgang des Generators kann mit Hilfe von Sonnenenergie, Dampfenergie oder elektrischer Energie erfolgen. In dieser Zeit wird durch den Analysator Ammoniakdampf aufgewirbelt.
8. Während dieses Prozesses wurde nasser Dampf zu trockenem Dampf und durch einen Gleichrichter zum Kondensator geleitet.
9. Wasser wird abgeschieden. Nach der Trennung fließt das Wasser wieder zurück zum Generator, der als Tropfen bezeichnet wird. Wasserfreier Ammoniakdampf gelangt nur zum Kondensator. Flüssiges Ammoniak geht vom Kondensator zum Verdampfer durch das Expansionsventil, um den Zyklus fortzusetzen.
10. Wenn das Wassergemisch heiß ist, wird es schwächer und gelangt durch den Verdampfer des Systems Wärmetauscher. Das schwache heiße Wasser absorbiert erneut den Ammoniakdampf und der Kreislauf bleibt bestehen.
11. Wärmetauscher des Aqua erhitzen das starke Aqua-Gemisch und geben es an den Generator weiter. In diesem Prozess wird Wärme in den Heizmaterialien im Generator abgebaut.

Kreisprozesse der Dampfabsorption:

Der Prozess des Dampfabsorptionskreislaufs erfolgt in vier Schritten.

• Komprimierungsprozess
• Kondensationsprozess
• Expansionsprozess
• Verdampfungsprozess

Komprimierungsprozess:

Im ersten Prozess des Dampfabsorptionskreislaufs wird ein Kompressionsprozess durchgeführt. Bei diesem Prozess bleibt der Dampf bei sehr niedrigem Druck und sehr niedriger Temperatur. Der Dampf tritt in den Kompressor ein, wenn er anschließend und isentrop komprimiert wird. Danach werden sowohl Temperatur als auch Druck erhöht.

Kondensationsprozess:

Nach Beendigung des Prozesses in Kompressordampf eintreten Kondensator. Der Dampf wird im Hochdruck kondensiert und gelangt in den Vorlagebehälter.

Expansionsprozess:

Nach Abschluss des Prozesses im Kondensator strömt der Dampf vom Auffangbehälter zum Expansionsventil. Der Drosselvorgang erfolgt im Niederdruck und Niedertemperaturbereich.

Verdampfungsprozess:

Nach Abschluss des Prozesses im Expansionsventil tritt der Dampf in den Verdampfer ein. Im Verdampfer wird dem Dampf Wärme und zirkulierendes Fluid in der Umgebung entzogen und Dampf bei niedrigerem Druck verdampft.

Wenn die Ausdehnung ohne Drosselung erfolgt, sinkt das Temperaturniveau auf sehr niedrige Temperaturen und erfährt fühlbare Wärme, latente Wärme, um insbesondere die Stufe der Verdampfung zu erreichen.

Unterschied zwischen Dampfkompression und Absorptionszyklus:

Der entscheidende Unterschied zwischen Dampfkompression und Absorptionszyklus ist der Leistungskoeffizient der Dampfkompression ist hoch und für den Dampfabsorptionskühlkreislauf ist der Leistungskoeffizient niedrig.

Im Folgenden wird kurz der Unterschied zwischen Dampfkompression und Absorptionszyklus angegeben.

Häufig gestellte Frage:-

Frage: Schreiben Sie die Vorteile des Dampfkompressionskältekreislaufs auf.

Lösung: Die Vorteile des Dampfkompressionskältekreislaufs sind unten aufgeführt,

1. Leistungskoeffizient ist zu hoch.
2. Die Größe ist nicht zu groß, aus diesem Grund ist die Installation einfach.
3. Die laufenden Kosten sind gering.
4. Die Temperatur kann einfach mit Hilfe des regulierenden Expansionsventils gehandhabt werden.
5. Verdampfer Größe ist nicht groß.

Frage: Schreiben Sie die Nachteile des Dampfkompressionskältekreislaufs auf.

Lösung: Die Nachteile von Kühlkreislauf mit Dampfkompression ist unten aufgeführt,

1. Die verwendeten Kältemittel sind giftig.
2. Die Anschaffungskosten sind hoch.
3. Leckage ist vorhanden.