18 instalatii frigorifice

5/10/2018 18 Instalatii frigorifice

1/46

6INSTALATII FRIGORIFICE

6.1. IntroducereDezvoltarea rapidd a tehnicii frigului ~ plan rnondial ~i utilizarea pe scar.:l Jarg!i ainstalatlilor frigorlfice se reflects in preocupdrile sustinute de folosire a acestei tehnlci in

importante dornenii:- constructia de rnasini pentru obtinerea oxigenului si gazelor inerte necesare

proceselor rehnologice de prelucrare :1metalelor 1:1temperaturi joase etc:- industria chimica penrru ~p:Ir.ltea amestecurilor de gaze, separarea sclutiilor

cornplexe. p:istrarea lichidelor eu temeperaruri joase de vaporizare etc:- industria furmaceuticd peDtru prelucrarea unor medicamenre:- industria minier:'!. si de constructii pentru congelarea solurilor si consolidarea

minelor:- medicina pentru r:kirea locald in seop de anestezie in interventiile chirurgicale

(criochirurgie) precum si pentru pastrarea unor organe de transplant:- industria transporrurilor feroviare. rutiere. fluviale ~imaritime pentru transportulproduselor alimentare (cdrnii, pestelui, fructelor). a gazelor lichefiate etc;- aviatie ~i cosmonautica pentru oxigenul necesar oamenilor, pentru conditicnarea

aerului, pentru r:'icire:l apararurii electronice, asigurarea carburanrului (hidrogenlichid) ~icornburantului (oxigen lichid); ,

- cercetare ~tiinlific.1 pentru studierea influentei temperaturii joase :lSUpr:lproprietatilor fizice ale diferitelor substante.

Functie de dorneniul de utilizare a tehnicii frigului pot fi utilizate instalatii frigorificedupd cum urmeazd:

- instalarii de comprimare care utilizeazd proprietdtile elastice ale gaze lor ~ivaporilor: L . : 1 cele eu gaze starea de agregare a agenrului au se modificd ln timp cela cele eu vapori este necesara condensarea vaporilor comprimati si vaporizareaagenrului desrins:

- instalariile eu sorbtie al diror principiu de lucru este axat pe realizarea sueeesiva areactiilor rermochirnice de sorbtie a agentului de lucru de cltre sorbant dup!i careurmeaza desorbria agenrului din sorbant: Instalatiile cu sorbjie se cl:lsifica ininstalatil cu absorbrie ~iadsorbtie. fn cele eu absorbtie procesul de sorbtie are loc inrnasa absorbaatuiui la frontiera care separd faza lichida ~i de vapori, iar 13insralanile cu adsorbtie procesul de sorbtie are loc la suprafata adsorbanrului, carese :lfli. de regula. in stare solida:

- ins tala ,ii el l jet care uti Iize:u1i energia ci necie5. a unui jet de vapori sau gaz:


2/46

1-'2insul3tii rerrnoelectrice care au 1 3 b:J.Zlefecrul Peltier; permit obtinerea frigului prinurilizarea directi 3 energiei electrice, L:1 trecerea curentului electric printr-unansamblu format din d o n a rnateriale diferite se C O D S t : J . t O .aparitia unei diferente dete rnpe ra tu rd Ia eele dou3 .lip iru ri: J.J e s is temu lu i:

- instalatil magnetice care permit obrinerea efeerului frigorific pe seama magnetitilriiad iabate 3 .." (aC ipe proprietarea corpurilor porornagnetice de a-si m a n tem peratu ra lamagnetizare si de a 0 reduce 13.deniagnetiz.ate. _in domeniul transporturilor navale s e folosesc. pani in momentul de f a ! - i l i n st : J . l a t i i e ucomprirnare mecanicd de vapori care s-au impus pentru urmdtoarele avantaje:

- dome niu I de ternperaruri [+:! + + 10j" C pentru frucre, legume, Mururi etc:[-30 + -10)" C pentru came. peste ere:gab3.rit minim penrru puterea frigorifici neces$l;clcitea eondens.:atorului eu ap5.:

- reglarea ~ar.l3 temperarurii camerelor frigorifiee, a presiunii de condensare etc.in aeeste instalatii frigorifice 3.genlii de Iucru evolueaz3. in domeniul vaporilor umeziceea ce perm ite realiZ 3.C ea u no r pro eese iz orerm ice prin vap orizare l.:aprelu area dUd urii drremediul ambiant. i n aeest mod devine posibil3. reducerea pierderilor cbtoriti ire versibilitlliirransferului de c!ilducl. mtre agent ~ieele dow surse de c!ildur3. prin mentinerea diferentelorde temper :uur. '1 in limite acceptabile,

La aceasta se adaug! ~i f3ptul d. la sehimbarea stirii de agregare prin ....porizare ~icondensare, eoefieientii de tr:msfer de cilducl 3U valori importame asrfel ci schimbdrearelede clildur! pol fi dimensionaee inconditii economice,

Instalatiile frigorifice cu comprimare mecanied de vapori func!ione:J.Z3 pe baza cicluluide referiatl Camet inversat, Ridicarea poeentialului cildurii de 13 temperatura T, :I. camereifrigorifice 10.temperarura T.. a mediului ambianr nu poate avea lac conform principiului aldoilea al termodin:unicii in mod natural, de 1 3 sine. ei numai eu eonsurn de energie dinexterior, Antrenarea compresoon::lor frigorifice se face eu mOI


3/46

Instalatii frigorifice 143

6.2. Termodinamica in timp finit a ciclurilor inversateInstalatiile frigorifice cu cemprirnare mecaaicd de vapori fuactioneaza pe baza ci1culuide referint5 Carner iaversar, Dupa cum este eunoseut, ridicarea potentialului ciildurii. :ldic~ a

nivelului de temperarura al acesreia de la temperatura spatiului frigorific Ii p a n a 13 cea Jmedlului arnbiant T" nu poate avea loe conform principiului 3 0 1 doilea at termodinamicii, inmod natural. de la sine. ci numai ell conswn de energie din exterior. in particular. lucrumecanic.

Ciclul Camet inversat, ciclu de referintd pentru instalatiie frigorifice eu vapori, inacceptiune clasica, este reversibil amt pe plan intern c5.t ~i extern. Aceasta inseamna dprocesele de comprimare ~j destindere sunt izentropice, iar schimburile de dldum eu surselede clIducl au Ioe izotermic la diferente infinit rnici dT de temperarurd,

Functionarea realJ a instalariilor frigorifice :li:lt3 exisrenta unor diferente finite detempera ru ra in procesele de transfer rermic iOIre agenrul frigorific (amcniae, freoni) $ i surselede cllducl.in acest capitol se va prezenta 0 metodologie de studiu a cielului C.:unot inversat, dereferin, !n3nd cont de diferentele finite de tcmper:uur.l. intre agentul frigorific ~isursele declldur:l. -In figura 6.1 este reprezentat ciclul Camet lnversat p:1CCU!S de agentul frigorific ind om en iu l va po rilo r um ez i,Notatii;

T. . - temperatura de vaporizare ::Iagenrului frigorific: iIi- temperatura spatiului frigorific:T. - temperatura apei de mcire 3 ~ ......----=-~_.J

condensatorului; T c 6T,~'( temperatura aerului de dcire :l r. ..condensatorului)o , [kW] - fluxul terrnic in vaporizator;Q & [k\V] - fluxul termic in condensator: fP [k\V]-pUlere3 necesara pentru eompri-

marea agentului frigorific de l~ $.presiunea p,. p ima bp~:1-:!-3-+- vfu1'urile ciclului Carner inversat; Fig. 6.1 Ciclul Carnot tnversat,

t.T~ - diferenta fmiti de temperatura incondesator;t.To- diferenta flOit3 de ternp.:r.lrum in vaporizator:6.2.1 Cazul instalatiilor frigorifice.Vom uriliza urmdroarele relatii:Re la ria b ilan ru lu i energetic:

(6.1)F lu xu l te rm ic in cc nd en sa to r:

Q~= K~ . o l e IlT.. [kW] ( 6 . 2 )


4/46

ManltGlul Ofi,enl/t.lj mecanic

K [ kW ] _coeficienrul global de schimb dedldud in condensaror:C m".K

A c [m:] - suprafata condensatorului.Fluxul termic 10 vaporizaror:

Q " = K " , . A " . i l T e > [kW] (6.3)unde:K o [ ~w ] - coeficientul global de schirnb de c.ildud in vaporizator;rn" K

AQ [ml - suprafata vaporizarorului.Bilanrul fluxurilor de entropie: [ k ~ V ] (6.4)T " t;Suprafata taUla de transfer termic:

.-l = A " + A_ (6.5)Eficiema frigorifica: - Q " r-:F - P (6.6)

Temperatura de vaporizare:T " = T f - A T " [K J ( 6 . 7 )Temperarura de condensare:

(6.8)Ipotezea) Puterea frigorificd a instalatiei se menjine constantd:

Q " ; : : ; :anst.b) Suprafata tou!:i de transfer se considerd constanta:

.- I =A" +A"des] .-I" ~i A " sunt variahile.

c) Coeficienrii globali de transfer de c:5.ldur5.K ; si K" se considers constanti;d) Temperatura spatiului frigorific TF se meatine constanta}liirimi var-iabileRelctia (6.5) se poate scrie sub forma:

I""A(I+~.- I A

S.3UA " --=1-~A '" ( 6 . 9 )

A " = .~ este un parametru variabil, reprezentSnd ponderea supraferei vaporizatorului1n suprafata totald,

Se iatroduc variabilele:


5/46

Stabilirea conditiilor de miniraizare :I: purerii P Iivr:J,t3 instalatie] presupune alegereaunei variabile priacipale care poate fi inegnl!1 masucl x, y, A o .

03c3 se line seama de importanta vaporizaterului in care se realizeaz3 putereafrigorificl o . = const., se alege '..ariabila principald y deci (6.T o).

in aeesr sens, relatia (6..0 seIrnparte I'] produsul Ko' A.~.:P 0" o .---= (6.10)s, .1..Tf K,,.1. .T! Ko.A .T!

~i !inand cont de relariile (6.J) si (6.3). se obtine:

s a u- l( -) -p= K I-Ao ;t'6-Aoy (6.11)

underDin relatia (6.4) se objine:

.s: = K . .1~ Y_I+ :c I- ,..l" 1-Y (6.12)

K 'A v:r = . 0 ( I - A o X 1 - Y) - K . A o . y (6.13)ReJa!i:I (6.11) devine: - - v - a -=60 .' _0 . ..-0_ o(v_ O VI-" ')-K .O .v -0 -011 .. - (6.14)

unde: o = Q "_ " K oA1j .Pentru a determine valoarea variabilei y pentru care func!i!!. PCy ) devine minirn.3. punerncondiiia: cP---=0e y (6.15)

Aceastd ccnditie folosita in relatia (6.14). conduce 1.3:v-a = o J K_0 _0 (6.16)

I

145


6/46

146 Manualulofi!ernlui mecanic

deci: . v : : : Q o ( I J K )K> 0 0 < K < [000, iar valori practice

O.OlsKSIOOQ o > 0 ~iy> O. conduce laY op ' ; : Q o ( 1 + ' J K )

(6.17)

(6.18)Rezultd;

(6.19)

Va J 0areaoprirna fiind:(6.10)

$aU

(6.11)eeea ce conduce la

Valoarea optirnl a variatiei .r se obtine introduc.ind relaria (6.18) in relatia (6.13).cQ"osideciad Q o = J " ' . 1 o ::;:consr,

(6.12)

deci:

(6.2J)

iar:

(6.24)

Pentru recalcularea purerii fo lo sim rei a li iI e (6.14 ) ~i(6. 18):

tJ(Jr..: 0_0~ ~-Q1 - ( 1 + . f K r Q o


7/46

14i

_ - [ _ E l ]mia = Q" _ _ _~ - L.1- Qo ' ( I + . f K f

Efic:ient3 frigorificl se detennin3 !in5nd seama de relatiile (6.6) ~i (6_~5):

. Generarea de entroplc

in condltii optime generarea entropiei dalOf:lt3 ire\'ersibilitii{ii externe este:Entropia generatl in condensaror s o : determina ell relaria:s ""Q _ , - _ _ Q _ c

( . l T c l o p r

S O sr, 0( ; I T ) = -~. -- >c o p r 0 T ~ . T c. .'.!S [ J =K ... - 1 . '6T- .-_ -JJ. ..., _, T T

opt " c

, ~ (_) x~ptS ( ) = K _ -1.,1- i .. : : . r . t : . . _ "'''.0 .'opt I.,..xopl

Pentru \"iporiz.:uor_enlropi.:l genernHi. se delennin.:!. cu relatia:

. . .aTS{ i.=0.__. . . .2__ . . I T , , O F ' _ " T l T ocare device: . _ ,IS ( ) = r- . i ..A r - . _jIll.o _ " " I " . . . . 0 _""'" TloT"5:lU:

.1. - Yo,,"S ( . ) = 1 1 . " -A a . .4.. l.T" "pi 1- . l " p r

Determinam fluxul entropic total:

(6.~6)

(6.27)

(6.~8)

(6.29)

(6.30)


8/46

148 Manllilh.J ofiruu,llli mecanic

(6.3:2)

S !J T = S ( ; : . r ) - S ( ! J T ) (6.31),; ,,~ "o~

sau: ~ ,- _ _ ! _ _ . ( , _ ~ ) . . :r;", .. _Y;. : ._F'_S;, - ~ I . . . t o . +. j.T K I...r :, ,~ I- < J p Iuncle:

Din relarin (6.18). rezultd:

sau

~I J K1-.-1" =--=="F' 1+&

[ntroducand relatiile (6.3..1)~i(6.35) in relatia (6.33). se obrine:_ I z;", I Y ; F 's; IlT = JK. (I+ . . f f f I+ zo", + I.... f f . 1-Yo",

Deoarece:

rezultd:

....I r - ( ~ ) .1 2 [ - ( _ m ] . (-I)1+ . J K 1" . I -':- k . ,I - Q,, ' I + d': J

(6.33)

(6.3..1)

(6.35)

(6.36)

(6..37)


9/46

Instalatii frigorifice 1 4 9

6.3. Agenti frigorifici6.3.1 Agentil frigorifici :? i presiuni de calcul (conf. RNR)Agearii frigorifici se impart io urm.iloarele grupe:I ~ agen~i frigorific] neiaflarnabili;II - ageati frigerifici roxici * i inflamablli cu lirnita inferieara de aprindere iocepaod dela 3.Sq, sau mai mull. volume de agent frigorific in aer:ill-genri frigorifici explozibili s;J.U inflarnabili cu 0 iimit3 inferioard de aprindere sub

3.5% volume de agent frigorific in aer:Agentii frigorific] din grupa a Ill-a sunt admisi de RNR nurnai peatru insub,iilefrigorifice ale navelor ce IT.lnsporti gaze lichefiate in vrac, 1 0 . care ins.l.~i incirc.3rura serveste

drept agent frigorific.La calculul de rezistenp. al elernentelor care lucreazd sub presiunea agenrului frigorific.se va Iua ca presiune de calcul 0. valoare eel purin egal.3 cu presiunea vaporilor saturari deagent frigorific la temperarura de 50~ C. conform celor :ltatale in tabelul 6.1.Tabel ..t 6.1 Agentl frigorifici : ) 1 preslunl de ea lcul conform R.:"\.R.Grup.1 Simbol Form\! Ia ch im ic l Pr.:sit.!nea d~ Obser.aWagcnrului calculrrigorific IMN/ml]

R 1 2 CF: ci, 1,2'R 22 CHF:C' Z.O

I R50Z" OW 1Cl +C IF , CI 2.0R ]> 4 C: H: F. fn]OCui~IICR] t Ii R .2 din 1996R ]3 4:1 C: H! F. in lo c u i e~Ic RUdin 1m

Il R 717 NH I (amoaU(,) 2.0R290 C IH. (prop.tnl 1.6

UI R .270 C I~(propilenl 2,0

'" R - S O : ! (amCSlecozeotrop) R 2:!+- R liS6.3.2 Agentii frigorifici acceptati ecologicTl lb

Azen! f rigo r if ic D o : nu1'l! IrU Fonn!lla Ct\N NOPchjmic.iSc.rU meLlnului

RU Q iI lQfTlLcu.n cues, 7545-6 IU


10/46

,~ - . . , -."J".. -. ._-: ......'X~~L.:~. ~ : ; : o , ' : - ~..._.-~ - - - Manu!)I,,/ ofuerulni mccallic~~. - -

TahdwI6.2. : continuare)CHF,CH~F~

, &ri3 etanului.&12;' C~HCI: F, 3Q6...8J2 5

35~2J..4 J18;11890 8J5~.3J.6 235935.3811~97-2. 161717()(}"6 1 .~56S.3 30~20~62 1 175376 ~o

R 1 23 ~ C;HCI F,R ll~ C: HCIF.R 1 :0R 1 3 - 1 - C, II, r,R 1:H 3

R143a

R 1.;1 bR ]42b

R 152 ~

CA.;'l CH EM lCA L A BSTRA .CfS REG ISTER N U~.ffiERNOP NUMBER OF PUBLICA TrONS ON TIlER1 'v fOPHIS ICAL PROPERTIES6.3..3. Fluidc rrigorificc ~ ciiror producne c:stcinlcrzisa dupii 31.12.199-1.

R 1 :2 eCI!F! Diclordifl uormetanR.sO~(amestecR13 CCIF,Rli CC1]FRIl-' C~CI:F~

azeotrop intre R22 ~iR115 ) C!CIFs PentafluormonocloretanMonoclortrifluorme tanTriclormonofluormetanTe trafluordiclore tan

6.3.-1. Fluide rrigorificc a direr productie inceteaza in 201-1R22 eHCIF~ MonoclordifluonnetanR 1 2 3 CHC1~CF} DiclortrifluoretanR 12 -1 CHCIFCF1McnoclortetrafluoretaaRI-lJ b CH )CC I;F D ie le rflu o re ta nR14~ b CHJCC1F~ Clordifloretan6.3.5.Fluidc rrigorUicc inlocuitoarcR40S A(FX :IO ) arnestec dintre R 125. R 143A . R 22 inlocu ieste R 502R - I09A (FX56) arnestec dintre R [42 b, R [24 ..R22 Inlocuieste R I:!

(FX57) amestec dintre R142 b. RIZ-I . IU:! Inlocuiesre RSOOR-I01A(MP39) amestec dintre R124. R152A. R2.:!inlocuie~le RI2R40IB(rvtP66) amestee d in tre R I:!- I. R152A. iU2 inlccuieste R500R402 .(HP80) arnestec de pro~. R 125 . R2.:! il1locuie:)le R50:!

8621


11/46

Instalatii frigonfic 151

6.4. Particularitati de utilizare a agentilor frigorifici_ R 12 folosit peatru prima &t3 in 1930. este in prezent eel mai urilizat agent de lucru in

iostal3liilc: frigorifice. Este user de procurat, mod utilizat 1 3 sc;u-5 mondiala, in condirii depuritate chirnicd. parametrii d e lmbureliere $ i moduri de transporrare unanim acceptate.5e foloseste, in special. in instalatiile cu cornpresoare volumice. F:l!a de R 22. R 12necesiLi in aeelesi conditii d e pmere lennica $1 temperatura, un velum . u cursei pisronuluieompresorului cu citc:l60% rnai mare.R I::!prezintl inertie chirnicd deosebita faJ.1 de uleiurile de ungere ~i fall de garniturilede eransare, in stare umedd este purin agresiv: torusi, inainrea umplerii cu agent. instalatiiletrebuie s5 fie biae useate, fiindca. datoritli capacitlitii reduse de captare a apei de dIre agent,exist! pericolul ca surplusul de a s a inghete in ventilul de reglare.Un dezav3Iltlj impart3llt iI ccnstituie nivelul ridicat al pierderilor de presiune careintervin in curgerea R 12 Iiehid sau sub fonna de vapori, darorita densit3.!ii de circa 5 - 6 orirnai mare decdt pentru amoniac. dacii ne referim 1:1 vapori.C3 u rm are, pentru v apo rii de R 12 se admit viteze de : 2 * 2.5 ori m ai rnici decdt pentruamonlac, atat in conducrele d e leg tltu cl dintre plU1i1ecomponente a le in sta la rie i c5.t ~i incanalele din supape. Conductele din instalatiile cu R 12 au C:1 urmare, sectiuni de .J - 5 o nmai marl decat cele ate instalatiilor CMe functicneaza cu amoniac,

R 1~ prezintli 0 solubilitate exeesiva in uleiuri de ungere, care conduce la micsorareav3scozit ii ti i acesreia , In special la presiuni lnalte ~itemperaruri joase,R 12 prezint! 0 capacitate mare de trecere prin neetansietnri si chiar prin porii

metalelor, necesit5.nd. deci, etanseri deosebit de lngrijite ~i0 calitate superioara de prelucrare~orgaaelor de ~inii componente.

5e tr:msportii ~i se p5stre : lZ i1 in stare lichid!i. la 6 - 8 bar. in butelii de otel vopsite inculcare arginrie.R 22 prezint! ca principal avantaj sarcina rermicd specified mare. superioard valorilorcerespunzaroare celorlalti freoni s i apropiat3. de cea 3. arnoniacului,

. R 22 prezint! 0 capacitate mare de captare a apei ~i anume de 750 mg-kg 13O~C~i 1000mgkg la 2O->Cpeatru starea lichid .3 . S e im pu n. deci. m isuri severe de evitare a uaui conrinurr id icar de ap:t in argint, C a. subst3n~ de uscare se foloseste sulfarul de calciu, implantat p c :traseul conductelor de lichid.Prezenta unui atom de hidrogen in formula chimicd a freonului (CHelF ) determinaagresivieuea acesruia f3~ de rnarerialele de natucl organicd folosite In instalatie: ulei deungere, materia le de etansare, izolalia bobinajulu i rnotorului -electric de: antrenare, 0.:asemenea, in arnestecul agent de lucru - ulei de ungere intervin deseori Iacune demiscibilitate. d:lunitoore aut pentru ungerea cornpresorului, cit si -pentru transferul de- clJducl in vapcrizator ~i coedensaror,R 502 esreameseeeul azeotrop dintre freonul R 22 (in proportie masid de 48.8%) ~ifreonul R lIS (in proportie masiel de 51.2%).D u p a cum se stie, temperatura de vaporizare a unui arnestec azeotrop la 0 anumitlpresiune este superioar:i temperarurii de vaporizare a componentului rnai putin volatil sauinf'enoar.l eelei a componeatului rna! volatil, Un astfel de amesrec p:istreaz.:t in stare devapori aceeasi compozltie ca ~i in sure lichidii: prin vaporizare 13 presiune constanta,amestecul azeorrop i~i pAstre:J.Z50 temperatura constanta, ca in cazul \'apotiz:trii unui agentpur. Compozitia arnestecului azeotrop se poole torusi schirnba arunci cind presiunea devapo riz ar e s i temperntu ra de vaperizare v:ui:uli.

R 501 se caraclerizeazi1 prinrr-o s.arcinii terrnicd volumetricd practic ega-Ili cu cea a R21 deci fearte mare, Temperatura sa nonn:lJi1 de saruratie este de -45.6" C.


12/46

151 Manuaiu! oji,erulili mecanic

Deosebit de avantajoase sum temperaturile coborare de lucru (ale uleiului de ungere,vaporilor comprimati, parrilor cornponente ale compresorului etc.), care influeateazdfavorabil stabilitatea uleiului, etansdrilor, izolatiilor. precum si durabilitatea $ i fiabilitateainstalatiei. Se cons uta c5 puterea termicd specified, in cazul utilizdrii freonului R 502. estemult mai mare dedit freonul R 12 in special Ia tempemturi de vaporizare sclzute.

Utilizarea acesrui freon permite rnicsorarea consumului de energie cca 10 - IS % inraport cu R 12. consecinta a reducerii raportului de crestere a presiunii, Se recornandd caciclurile R 501 s a fie cu regenerare: datoriti temperaturilor de refulare relativ reduse nu seimpun condirii restrictive in ceea ce priveste gradul de supraincdlzire a vaporilor aspirati incornpresor. Ca urmare, freonul R 501 poate fi utilizat la nivelul unor ternperaruri decondensare t = + 40~ C.

Amoniacul, NH, R 717(R 717) este util izat pe scm 13rg3.in instalatiile frigorifice cu comprirnare de vapori cuo treaptds], respectiv cu doua trepte, precum si in cele cu absorbtie pentru rerneperaturi de

vaporizare ( > - 75~C; temperatura normald de vapcrizare a arnoniacului este t = - 33.35" C.Printre avantajele amoniacului se num:u-a volumul specific mic 1:1 temeperarurile devaporizare uzuale, usurinta dererminarii sci'l.pariJor de amoniac daroritd mirosului,solubilitarea in uiei redus_l. nu exercita actiuni corosive asupra otelului d a r in prezenta apei.:It.:lc.i zincul, cuprul, bronzul ~ialte alioje pe baz.1 de cupru cu excepria bronzului fosforos.Dintre dezavantaje se mentioneaza faprul di este toxic. exploziv ~iinflarnabil la conceatratiide 16,5 ... :26.8 % amoniac in aero La temperatura de 260 c C amoniacul se descompune inazot ~ihidrogen.

Propan, C H. R 290Al treilea termen din" seria hidrocarburilor parafinice este un gaz inflamabil care se

g.ise~te in c:mlidli rnai marl in gazele de sondl. ~i care este Intrebuintat ca materie chimic.1lIn industria chimica, la rafinarea uleiurilor minerale ~i arnestecat cu butanul, dreptcombustibil menajer care se livreazd consumatorilor sub forma de gaze licheflate.

Propilena = Propend = Propilen CHI - ell = CH,Hidrocarbura gazoasd, nesarurata din clasa alefinelor, care se gise~te in gazeJe de lacracarea lileiului ~i care este intrebuinf.1t:1 ca rnaterie p r ima pentru obrinerea alcooluluiizopropilic. a glicerinei sintetice etc.

6.5. Proprietatile termodinamice ale agentilor frigorifici6.5.1 Proprietattle termodinamice ale amoniacului R 717Ecuatia de stare pentru amoniac se prezint.:!. sub forma:RT 0.318Sv=----~=-

p [ 1 ~ r 6 9 7 SValorile presiunii agenrului pe curba limi~ a vaporilor sarurari U S C : l ~ i se determind curelatia:

(6.38)

Igps =8.59043~ - 1648.6088 -1.638~10-1 . T +T+0.1403::67 10-4 r 2 - 0.01168708 10-(; r: [ r . . m / m 2 J (6.39)


13/46

//Utola(ii frigorifice

Relatia se aplid. in domeniul deternperarurd T = 193 + 343 [K]. Valorile numerice.pentru dom eniui T = : :250+ 3::2i(K). sunt prezeatate ill t.:Ibelui6.3.

Tabellli 6.3. Preslun ea ,mlumul specific !II entalpla amonlacului- .

r -c P : -. ;IO i I \ " : - .; 1 0 - ' ' ' ' ' , , 1 0 - ' mJ h' h" rPa mJlkg I k g kj/k~ kjlk~ kj/kg-i s Om513 L 1.36797 1:28::'0 -209..+17 1264.541 1473.95870 I 0.10938 I 1.3786 [ 9015.8 189.119 [:!H.:273 I 146339260 0.21859 11.40076 47\5.S 147.938 1293.094 1441.032- ::0 I 0..10762 I 1.-12-H7 2633.4- 105.728 1310.913 1-4\6.671.-10 j 0.7159'[ I I.4-Hi98 1555.1 6:2.:'25 1327.648 1389 ..973. .30 I 1.1936 I I.J753.t 963.-19 [7.770 1343.023 1360.793- :'0 1.9015 I I.503.t7 622.!4. :27.891 1356.861 1328.970]0 2.9106 J 1.53358 B6.):! 74.484 1368.962 1294,4780 4.3017 I (.56596 287.31 121.761 1379.140 1257.379[0 I 6.1635 I 1.60097 203.65 169.431 1387.::'27 1217.796:20 I &.5912 I 1.639"2 J-I7.n ::'17.196 1393.078 I 1115.88230 11.690 I 1.68068 109.30 264.687 1396.562 1131.775. : : 0 15.567 I 1.72665 8:2.266 3 12J)O!l 1397.55-1 1085,5-.1650 20.338 I 1.77788 62.809 358.787 1395.918 1037.DI

Entropia amoniacului in dorneniul vaporilor supralncarcati, inclusiv pe curba limitl avapori lor s.:J.tur.1!i uscari se determina cu relaria:

h" = 1379J 737 + 2.056673(T - 273,15) + 0,075097. w-:l (T - 273,15): +-os 3081 . 10" .(T - 073.15)' _ I(~) :~o;; [. J ] .Kg

Entropia amoniacului in dorneniul vaporilor suprainc ..iJzi~i. inclusiv p c curba limitl avaporilor sarurati uscari se determine cu reiaria:

0 .43017_ pS" "" 3.166-1+ 0.-1891 In ... - 0,:)8915-1 ~ .. +. P ( T ) . . . ; , . < ) 1 ST_1 00+!.76S~3 !n~ ...0.1066972.10-2 .(T - ::!73.15) +273.(5

+O.796~15 .10-6 ( T - ~73.15): [... K J J .KgK

153

(6.40)

(6,.J1)


14/46

Tabeiul S,. Prcsiunca volumul specific ~ientrcpia amoniaculuit "C ) PxlO~ . Y'x1fr1 .....l~ ml s' s I rPa m'lkg Jko kjlke kJlku kjlkg. .

-75 I 0.07513 1.36797 12820 -~.S4~\6 4.59344 I \473.95870 I 0.10938 137861 I t)()15.8 -2.7+-10 [ .l-.459-N I [463.39::-60 I 0.21859 1.40076 I 471 "i.8 -254622 4.2[+-1:- I [-+-Il.032- 50 1 0.40762 1.42417 I 2633.4 -1.35283 3.99658 I 1416.671- 40 10.7159\ 1.+-1898 I [555.1 -2.16177 3.79894 I 13&9.973- 30 I 1.l936 \.-1.7534 I 963."49 -1.97597 3.6:2055 -I 1360.793- :20 I 1.9015 1.50347 I 622.14 -1.79237 3.45736 I 1328.970- ]0 I 2.9106 1.53358 I 416.32 " 1 -1.61247 3.30670 I 1294.4780 I -1..3017 I [.56596 287.31 -'1.43695 3.16631 I 1257.37910 I 6.1635 1.60097 . 203.65 -1.26661 3.03428 11217.7%~ O - I 8.5922 1.6392 I 147.72 -1.10219 2.909 I 1[75.88230 I 11.690 1.68068 109.30 1 0.9+-128 2.78910 1 Im.77540 1 15.567 1.72665 82.266 -0.79316 2.67337 1 1085.54615a I 20.;~}g 1.77788 62.809 -0.6-1874 2.5607 .1 10nDI

Valorile numerice sum prezentate in tabeluI6.-L pentru T = 150.;. J~ [KJEntropia amoniacului pe curba Jimit5 a Iichidului saturat se detennin! eu rel:1fia:

h ' '" 51O,().W- 3 .135(T - 273,15) - 2.8458 IO~ (T - 273.15)1 --33.6684[133 - ( T - :273.15)J~ [~] (6A:!)

Entropia arnoniacului p e curba limita :1lichidului sarurat se deterrnind cu retatia:S ' ,",4,1258 ~n_ r_ .- - 5,6916 'IO~ (T - 273.15) -1.43695 .[_ KJ ] (6 - '3)273.15 -. Kg- K

6.5.2 Proprletatile termodinamice ale freonului R 12Pentru stabilirea proprietatilor termodinamice in _domeniul vaporilor supralncalzitiinclusiv p< ! curba limita de vapori saturati uscati se eonsiderd ecuatla termicd de stare pentruR 12. .

RT 0.015589\ . = - - - - - - . . . . , -p [I~r:~~~ (6.~)

R= R.1f = 8.315 _.\/ . (20,92 .

R = 0.0687()..1. [~Jl:KgK

r K : ' - 1 ] i~']I = - v 1m,~m~ l. KgPentru curba limitl a vaporilor saruraji uscati, presiunea se ciele:minii. functie detemperatura conform relatiei:

Igp .. = 41.134Si - :2113 . 12 82 3 1 -15.011285 - Ig T., .~ . T .+0.9908 (0-: . T (6.45)


15/46

lnstalatii [rigorifice 155pentru dom eniul de temperarurii T::: 2 03 + 38 5 [K ].Iatabelul 6.5 SUDI prezeutate valorile obtinute peotru dorneniul de lemper:uur:l250 + 32 I [K].Entalpia agentului indomeniuI vaporilor supmindllzi!i se deterrpinli eu relatia:

h" '" 1000.833 + 0..5-16979 (T - 27315 ) ... 0 ,05 -1195 - 10-2 (T - :2731Sf-~-0 -W91 .10-6 (T - "'7315)3 - 0.0355& + P [__,....K~], - - - - - , . C ~ ) I . : : m 4 : : . (6.46)

TahdIl16.5. Prosiunca .volumul spccitlc > ji cntalpia trconulul R12tOe I I' :dO'; \-xlo-' \"X H i' m J h' h' rl'a mJ/kg /kg kjlk~ kjlke kj/k~

-75 I 0.08780 I 0.6198 !.5-10 I 333.::'1 S17~~O 183.9870 I 0.1116 0.62-1S U::'9 337.41 SI9S~ 18::!.iO60 I 0.::'::'62 0.6355 0.6386 34S.9 5 "-1 ..1 9 178.::'9- 50 I 0.39\ 'J 0.6468 0.383-1 , 3S-U5 528.9 17-1.35. -10 I 0.6430 0.6588 0.2421 363.34 533,6 170.26. )0 I 1.006 0.6717 O.[595 I 37::..29 53V 166;(X) : : . 0 I 1.513 0.685- l . 0.1091 381..38 542.96 1 61 SS- [0 L ~.196 0.7003 0.07689 I 390 ..63 5-17.5-5 1-50.:92o I 3.091 0.7164 0.05566 -100.00 552.06 -- 15;:.0610 1 -1.235 0.73-1 0.Q.:I,119 -109.5-1 556.45 i46:9120 I 5.669 0.7533 I 0,03105 -119.2::' 560.69 141.-1630 [7.05 0.71-18 0.0:!376 -l:!9.08 56-1.7:! ]35 .6 -1-10 I 9.5i7 0.7989 0.018-10 439.16


16/46

156 Manualul. Qfi/~ru'ui meconic

S' = 0,5618+0,534In 27;15 + 1,4648.10-3 .(T - 273.15) [K~ K] (6.49)Tabe/ul6.6. Preslunea volumul specltlc ~I entropia Ireonulul Rl2

r -c P xlO's "'do-' ,-xl!)' s. s rPa ml/kg mJ/kg kjlk~ kjlkg kj/kg-75 0.08780 0.6198 1.540 3,7159 4.6+44 183,98-70 O.I:!:!6 O,6~48 1,129 3.7368 4.633:! 182.1060 0.::!:!6:! 0.6355 0.6386 3.7776 4.6140 178.:!9- 50 0.3919 0.6468 0.3834 3.8171 4.5985 174.35- 40 O.6BO 0.6588 0.::!4:!1 3.8557 4.5859 170.:;6- 30 1.006 0,6717 0.1595 3.8932 4.5759 166.00- :!o 1.513 0.6854 0.1091 3.9:!% 4.5679 J 61.58- 10 :;.196 0.7003 0.07689 3.9653 4.5616 156.9:!0 3.091 0.7164 0.05566 4.00 4.5567 15::!.06\0 ..j..~35 0.734 0.04119 4.mW U5:;& 146.9:;:;0 5.669 0.7533 0.03105 4.0671 I 4.5498 I 141.4630 7,435 0.7748 0.02376 4.0998 4.5473 135.6-140 9.577 0.7989 0.01840 4.13:!0 4.5450 1::!9.3:;50 1:!.14 0.816-1 0.01437 4.1638 4.54'16 1:!::!,40

{ ( T ) -I ( T ) 6 T l36 -- -35- -- +421n--1369,28 369.28 369.28 (6.50)

Pentru T = 250 + 321 [K] sunt prezentate valorile numerice in tabelul 6.6.

6.5.3 Proprietatile termodinamice ale freonului R 22Relatia de legiitucl intre p ~iTin domeniul bifazic poate fi de forma:

In-P-=cr.t .In-T--0.0838.(cr..:: -3.75).49,86 369,18

v alori Ie p re si u nii P functie de T = 250 + 321 [K} sunt prezentate in tabel ul 6.7.Pentru domeniul vaporilor sarurari uscati si vapori suprnlncdlziti. ecuaria caracteristicd

se prezinta sub forma:(6.51)

in care:R=O.0961536 [ _ _ l : ()J =0.116KgK~

Z - 1 [0.372 0.836+8.87e - s - e -1.483 e - : < 1 1 I" to I ~)'! '! (65")0- + -9-- e! J . 7t - p\ -.J . n : . -


17/46

lnstalati! frig orifice 1 5 7 ,

z = l - 0.73) + 'IAn - 5.934 e~2~ ], .n! e e:8=_T_,_369.28 7 C = __L_-19.86

T [ K ] ; P [ b a r ]Entalpia agenru lui frigorific in dom enlul vaporilor supralncdlziri poare fi dererminata

cu relatia:(6.53)

in care:it ,[(, C3 , C~) ( (7) 8:F . = C +__.- + C . + 3.-'-. + 5-,- 8+ C + J ._.-, .- .;.-I I W",o I e~ 0: ' ,~ O~ :!

(6.54)

[. I 1 IC = (8 -1). T+S lnT- B, ._- S .-...-'-- 8) '-, ,,-5-I o . I -- T - J 2. T: 3. T'

I J I8 '-.-- .-.._._~ 4 T ~ 369 ,28 (6.55)Tobel ...l 6.7. Presfunea ,volumu I,spedlic ~I en talpia freon u lui R 22

t C I P xlO's V' x l Q - l ,,,ItY I h' h" rPa mJlkg mJ/kg k.jlk~ kjlkg kjlkg,75 I 0.1469 0.6659 1 : : ' 8 - 1 I H6.1-l 670.60 I ::'5-1.-16-70 0.2045 I 0.6713 945.5 I -121.58 673.0+ 251.-1660 0.)752 0.6827 536.1 I -132.48 677.90 245,42- 50 0.6459 I0.6952 323.2 I ++3.43 682.69 239.26.-10 1.054 0.7089 :ZOU I -15-1.46 686.38 I 232.9230 1.6U 0.7239 135.1 I -'65.60 691.92 226.3220 2 : . . : 1 5 6 0.740+ 92.-11 I ~76.88 696.28 219.-10-10 :.552 0.1586 65.08 I -188.34 700.42 212.080 -1.983 0.7686 46.98 I 500.00 704.28 20-1.2810 6.81,1 I 0.8005 34.62 I 5[ 1.89 707.8l I 195.n20 ! 9.097 0.82-16 25.9-1 I 52-f .05 710.9-1 186.8930 I 11.908 0.8515 19.70 I 536.51 713.57 I [77.06-10 I 15.315 0.8829 15_10 I 5-lc9.36 715.58 166.2250 I 19.395 0.9211 11.6J I 562..75 716.78 154.03

F = { I - ( 1 + 0 ,5 ' C IO . 6 = ) . e-c,o's: j . . _ _ ! _etO (6.56)


18/46

(6.58)

It

158 MWIlUlill1 ofiferlfiui mecanic

. 1.949b=--vEntropia agenrului indomeniul vaporilor supralncdlzit] se delemtioa ell rel.:llia:

S = (So + R Fs)4.lS5 (6.57)uncle:v [( C] C4, ) ( C 7 ) . 5 ~s=C.+ln--. 2-+4--C, 0+2-. -c- .-+.) 1000 e l 135.' e" 0 :: .

in care:

Cl= ~.223632441C:;:: -1. :;:;9719908 .c;::: -6.865517997C.'; 1 . : : . . . .::n792S

h, :::1742.4604 [ ~ JCs= -t::01939 I 14~= 2.691441808C1 0.190141745Cs= 3.14654989

So = -2.7003066 [ _ E _ ]KgoKc,= 0.222916269Cla= 0.5Cil = 0.2320355$6

\ V A " " 3,65147098;

T0=--369,28B o = 14.Q...W5-J4BI= -27.304 . 10:B;=


19/46

- -.Instalatiifrisorifice

S' =S"- T (V" _ V ') . dP . I -dT 1 0 -_ .. " " ;:- .~ "..;dP 0205481 f ' - - - - - 1unde: -,- = P ' ,..., Ine - 0.0838 (36.9 I- 35 _96 + .Elne) +dT 369._8

+ _ _ ! ! _ _ ( o . . . 9 - 1 -00838.(0.. -3.75).(-36.e-2 -6e~+ ~ 2 . 9 - r ) - ] , .369,28 ~ , .' - - -,'"6.5.4 Proprietiitfle termodinamice r u e freonului R 502-Relaria de leg5.tll.f.iintre presiune ~i temperarurd in domeniul bifazic:

Inn= C t . . . lnS- O.0838(u. - 3.75) .(-36.8-1 - 35 _ - a t ; ; + ~2, Ine) (6.59)unde

0: t = 6,448 + 0,7607 9T P9=---- _' 1=-_.353.31 ' ~0;698 .

Valorile presiunii de sarurarie sunt redate in tabelul 6.9,Pentru vapori sarurati uscati $1vapori supralncalziti se pol folosi relarii de forma:

11- 9 _ - B a c~ , D~ - ~ B 9, c) ~l .7(= {. O+(..1~+ r - c : +-_ + - - ~ . ,b + ( . . 1 ] +)' +-),{) -r-. - - 9 ~ 9~ . 92A . A. _ ~ _,.~ _.....6

+(___:!. + -' -~ )b (I +A 8-). ",""9~ 94' 1 e (6.60)8 = 1.7~

vEntalpla agentului in dorneniul vaporilor supraincdlziri se determin5 curelatia:

h = (ho + 353,31R 'F;) 4.186undeF . =c. + [ ' ( . . 1 . +~.t:': +5D!).6+(.A +3(3), ,o ! + ( , 3.4", +5'A_') ,F+A6, . & $ ] ., , '. 9 ~ 9'" ' -] 9 ~ :1 e: S-' 5

I 1 1 :._+--U : l U~8 (6.61)


20/46

1 60 Manualul ofilen4iu; meconic

C -[( R) TAl: .r - A13 .r ' . ' 1 14 ' T ' ~ l I- (-ill- + + + ._--i' 2 3 4 353.31.R (6.62)Tabellll6.9. Prcsiunea .rotumul spccmc 1)1cntalpla freonuluJ R 502

tO C P x r u ,"xllr ,-xllr h' h' rPa ml/k'g mJ/kg kj/k~ kj/k~ kjlkg-i5 0.2018 0.630 0.7101 I 3-17,61 531.1~ I&UI-iO 0.1767 0.636 0,5.j.()1 351.73 534.57 182.83-6 0 0.4899 0.649 0.3179 360.23 539.46 i79.2J- 50 0.8190 I 0.663 0.1972 369.10 544.40 175.30-.j.() 1.3032 0.678 0.1179 ]78.40 549.26 170.8630 1,9866 0.693 0.08615 388,03 553.99 166.00- 10 2.9180 0.709 0.05989 397.95 55B.60 160.64- 10 -1.1493 0.7227 0.04276 40B.17 562.99 154.820 5.7358 0.7-16 oml:!2 418.67 567JO I-ISA210 7.7352 0.709 0.02320 I 42').35 570.82 141.4720 10.2097 0.794 O.QJ'-I9 440.20 574.09 133.8930 13.2256 0,8"'3 O.013::q 451.16 576.1'3 125.56.40 16,S567 O.~ " 0.0101S 46234 57S.53 116.:!:!50 2LlS71 0.899 0.007766 473.69 579.097 105.38

6:= 1 .784v

Entropia agenrului in dorneniul vaporilor supr:linc3.1zili se determind cu relatia:s = (s o + R Fs)' 4,185 (6.63)

[ ( C ) ( C ) ' ( ) 1:1 . 7 4 D, :1 . 3 O~ . 4 . . . 2 A sF=C+In-.-+ --' +--.---8"0+ ---B) -+1 -.-+-.- -F .J J 1000 93 Sf - e J 2 e J e )I (6.64)

{ k e 1 { k e l~~3.645823: R = 0.74 --: ho = 543_28 -Jk k kg gSo = O,67002[ J " u 1k ks


21/46

lnstalatii f'rigorificeAl ""0 .,42 =: - 17 ,:! .5 7133A 3 :::;-4 .-1-1-6381A~ = = 4 ,686821-As :::;(1.158609

. . . 1 6 : : : ;0.303679

.. 17 :::;0,46A~=0'~9 :::0. . . I t O " " 0

All = 0,196576.--1]2::: 0 .18 05 17 IO ~~.11) = - (1 ,855177 .1O~6AI~ :::;-0 ,39338 \O~9

B~ : : : 8.686393BJ '" 2 .781855

D~= 3.185786: :::7.165773C , "" 0 .8 68 1"+ 8

Pentru dome niul lichid saturat se folosesc urmdtoarele relarii:

1 .7 & 4 " " [1 + 1.0587(1 - 9) + (1.8 026 + 0.2(a k - 7)1] . (I - 0) I',v' dp 1h' = h" - Ttv" - I")"__.-. dT 10

dp 1s'::: s" - T(v" -1").-.-e r r 1 0unde:

dp::: 7607. __ p-. [lnO - 008 38 "(36 0 ~l - 35 - 06 + ..J2 .lnO] +a r' 353.31 '+-p__e t . ! : O~l -0.0838.(0.. -J.75)"(35e-:: -6e} + 42 .a-I]353.31 1

Tabelul 6. 10. Presiul1~ volumul speclllc st entropia rrconultd R 502tOe P x 10$ \~xI&l rxlo-' s ' s - rPa mJlkg m'/kg kjlkg kjlke kjlkg

73 0.:!~8 0.630 o.7:!m 3.8861 4.817:; 18-4.5170 0.'!767 0.636 0.5401 3.9071 4.8068 I 182.8360 0.4899 0.649 0.3179 3.94.81 4.7888 179.2:-- 50 0.8190 0.663 0.197:! 3.9896 4.7750 175.30-40 U03'! 0.678 0.1279 4.0289 4,7616 I liO.86- 30 I 1 .9866 0.693 I 0.08615 4.0687 4.7514 I 166.00. :0 :,9180 0.709 0.05989 4.1085 4.14]'! 160.64.10 4.1493 0.7"::'7 0.04276 4.1482 4.7365 15 l_820 5.7358 0.7-1-6 0,03122 4.1867 4,7307 1-1-8.4210 1.7352- I 0.709 0.02320 4.224R 4.1243 14I.4720 10.2097 0.794 I 0.01749 ! 4.'2.613 4.718! I 13~.S930 13.:""6 0.823 0.01331 4-.'2.977 4.7118 1'2..5.564{1 16 ..85 67 I 0.S61 I 0.01018 .1.3329 4.7038 I 116.2:50 2L1871 0.899 0.007766 I 4.367:: 4.6934 'I 10538

161

(6.65)(6.66)

(6.67)


22/46

1 62 Manualu: ofiterului mecanic

6.S.5 Proprietatile termodinamice ale freonului R 13~a,Parametrti critici

[.\1. Wilsou/h:lSIl I t.c.t, HochstI I I - -KN -1067 4055 3~~O ~P k ,m-r . . K I 374,:!5 37-U5 I 379~:!5 . .,~

Kg/Ill; I 5L~.:: ! 491.5 I 490 P k.. Valeri calculateDensitatea lichidului S.:J.IUr:lt (pecurba limird) se determina cu relaria:

p' , : :. ,::-::: 1+ D j (I--8)J + D~ (1- 0)3 + D] .(1- 0) + f)~ .(1- e ) J (6.63)P tTunde: 8 ""- T I ;

D: =1.10:2971: D:=-0.8",05061: D}"':!.913414: D.=-1.527264Relatia se aplicd pentru dorneniul de temperatura243.2,5; T,5; 338.1[K]Presiunea vaporilor saturari uscari se determind cu relatia:

B , In{F-T)Inp=A+'T"'"C'T+D.T- +E(F-T). T " (6.69)T [ K J P [ K r n l ! ]A::: 19.95785:D [K:) = 9341.86 ro'. B [KJ = -3203.074;E [K) = -156156-l 10-l:: C [K']:= -118566.7 10-7F (K] :::3 7 - 1 - . 9Relaria se foloseste pentru domeniul de temperatura

:218 K : s ; T ~ 358,2 KEC1.!:Itia caracteristica de stare este de form a:

RT , A~ +B: T.C.:. . c x J : { - K . O ) .po:=___ _\' -b ' ( v -b): . ., AJ BJ T+C3 ,exli:-K.e ) + . - 1 4T ( \ ' - h ( V - b ) ~ ' "

(6./0)

. r ~ ]' 1m" .L Kg'.Re latia este o.plie:lLl pentru:


23/46

lnstalati! [rigorific 163

-~_ [~~]; ~- . , : S : p ' : : ; :I-247,9 < : : . p ' 5 c . 368,2 [ K ]

~ ~ ~ ' 9 [ K g ] ..)_ ,- . .;T . 'T~= 374.:5 [K ]

A: = 1,6-1.517703 . 10.1Be = -5..195;5196, 1O~C: = -102.38565956 . 101A. = 2.33i!9897 . 10"A, =7.94502058 . 10"

,( = -O .O .J911267 . 10"BJ = 119.5751-1.332 . to "C_; = 16-1.6.72791180 10 "

R = 0,8 I-'SIi.10.1 [ KJ lK" K). B~""-19.84070682 10.1 )Cj = -152.65170509 10"" b = 0.06-1.968 IS . iO,J [ n _ r ; 1K"~~

Studiile experimentale pentru freonul R 1340:.prezintd urmatoarele rezultate:Presiunea de vapori

Temperatura PresiuneaAuton [K] [ ~ 1 N / m ~ 1Wilson & B:15u

1 9 8 8 210 no O.O( :.66Kubota ~~~1 9 S 9 253 _ . . . . , .~. 0.13 3.96W.:ocr

1989 3D .;. 373 1.02 3 . 9 7Barocini si Giuliani 243 3 5 8 0.081990 .'

E cll.:t!ia . c ara cre ristica d e sta re (p. v. T)

Temperatura Presiunca Velum speclflcAutori [ M N / m 2 ] [ d W j { g ](K 1Wilson & Basu

19S5 I 317 ,g7 1.06 -i- 6.67 1.92 . . . 1 9 . - 1 -Wdxr

19891 121 . ; . . .3 1.08 ~ 3.97 1.63 .;. . . . . : : ' .Piao I989 310 .;. ...25 0.70 "'- 1::'..0 0.87 .;. :7,:Barocini ~iGiuliani

1990 . I 263 358 0..20 .;. 1.95 [1.1 111,.Rubinski $ i Lavrcncenco 80 -i- ... 00 I 0.0:5 7 0.7::'06 381990 +


24/46

1 6 - 1 Manualul ofiremlili mecanicPentru presiunea de vapori, Barocini ~iGiuliaai propunecuatia:

'B E(F - T)Inp=A+-+CT+D.T' + 1r(F-T)T T (6.71)in care p [KN/ , J :/m- T [K]A = 14.8033988C = -0.2405332 10.1E = -0.1995548

B = -0.3980403' IOJD = 0.2245211 . 1O~F ;;;;0.3748473 . 10l

Barocini si Giuliani propun ecuatia caracteristica:

(6.72)

unde: p [KN. m2 ] : (l ;;;;; .. T ( = 37.1.J5[1:]t

b = 0.3455467 . IO')K = = 5.-+75A: = 0,1195051B: = 0,113759 . 10')C: = -3.53159:'-A];;:; 0.11447797 10.3R=8IASS1629.10) [ _ _ E _ _ ]KgK

B3 = 0.8942552 . 10.7C] ;;;;;0,6469148 . 10';A, = -1.049005 . 10';A~ = -6.953904. lOl!Bs = = 1.269806 . 1O]jC,= -1.051369 . 10.9

Tabelul S. / 1. Proprictatlle termodluamice ale Ireonulul R 134a dupa Rubtnskl $1Lavrencenco.h: h"' S 5"t P p' p" r KJ KJ

C [bar] Kglml KglmJ KJ/Kg KJ/Kg KJlKg ~~ ~~KgK KgK-30 0.81 1396.9 4.35 356,7 577.1 :;20,4 3.8423 4.7487-::0 1.29 1363.: 6.71 37U 585.: :1:'.7 3.898:' {74:;415 1.60 13-17.3 8.21 378.4 589.2 2110,8 :'.9237 4,7-10J10 1.96 1331.3 9.97 385.4 593.2 207,8 3.9489 4.7386-5 :.39 1315.1 1:,02 39:!.6 597.: :~.6 3,?J43 -+.73720 2.89 1298,7 14.39 4 00 601.0 :01 -I 4.73585 3.-16 1::81.8 17.13 -107.6 60-+.7 197 4.0161 4.7344


25/46

Instalatil [rigorifice 165

T'abeiul ti.l itcoruinuare}191.7 ~.05::!J 4.7330IS3.~ 4,10-*5 ~.i:!95!7::!.S 4.1551 l-.7~50161.6 + . : 2 0 3 ~.719149.7 ~.~48 4.7114136.9 4.::907 4.70171:':'.3 -I-.33:!S -1-.6891lOtJ .1.:3768 4.67:'::79.5 ~.~:!7J ~.646J2::1.6 4.506 4.58::5

10 Id:: 1:'6..6 :'0..28 415.5 608. : :::0 5,71 C:'S,4 27,96 431..5 614,730 7./,2 1190.1 37.89 M7.5 6::0.3-t o 10.19 11~9.0 50.64 ~63.3 6::~.950 13.::1 l l Q . . 1 . . . 5 67.05 478.7 6::8,460 16.34 1055.3 88048 ~93.9 630.870 ::1.18 998 . .. 117.25 509.:- 631.680 26.35 930,0 158.06 526.0 630.390 3::.~8 835.8 ~~:;~:!3 5-1-5.6 625.11 00 39,76 633.8 393.85 576.4 605

Tensiunea superficiala a freonului R 130b

( T ) 1 . : 2c r : : : 55,JJ /-- ..-.-.\ 37J,JT - temperatura: T,_temperatura critid:

_ _ [ m N ]::: )j... . j . . . : I . . m;n::: 1.22: Tc ::: 37UfKJ:

~T ) 1 . . : : [ N ]"=0.0551--- .:......374.3 m'

Ccnductivitatea terrnicda freonului R 134a. pentru lichid pe curba de saturatie

T [ K ] i. [ m w ]mK::~3.!5 1 092.58. 15 102278.15 92.8310.15 80.9337.15 68,5363.15 58 .5

Tabelul 6. 11. Conductivitatca lcrmk.a a rreonulni R I~a. pentrub d~ponpe cur a C satu rauc

T [ K ] p [ M i la } i { m l l " . ]. m -K::-+0.84 0.ClCJ48 S.il82~.S4 0,0048 8,507


26/46

166 J{anl'oiu/ ofiremllli mecanic

Tabelul 6.12. {com inuare j0.169 10.37

272.01 0.188 ILI272.02 0.18S !1.623.09.02 0.701 15.i6

0.736 14.881.067 17.58

336.80 l . O , ) - I 17.11337.11 17..33

:O.3]i361.36 2.914370.93 -1.397

~ 3 7 _ 3 _ . 1 _ 3 ~ ~ _ _ . - I _ . 5 _ S _ 3 ~ 5 _ 5 . _ . 3 _ 4 ~ -

Pemru faza lichidai.t:: 210.70"':2061 ' T;Pentru faza gazonsl

[m w ]mK[ . m w l. . ; ; =: 13.6162 + 0..09273 T; mKI

240 s : T.$ 363 [K]

240 : 5 T S; J6! [ K J

6.5.6. Proprietiitile termodinamice ale freonului R408 .-\Tab. ! /1I16./J . Presiunea , densltatea ,~intalpia f.co.lluiui R40S:\

ItOe

I I'x IDl

I p'doJ I p' xlo-' I' h' I h' I r Ia k2 lm l kl1m J kj/kg kjlkg kj/kg~O I 0.7743 1309.7 I 3.598 I 139.9 I 369.6 I 229.6- - - . : . 0 j 1.2389 1280.8 I5.601 I 151.2 I 375.5 I 224,430 I 1.0001 1251 I 3.:';'92 162.7 1 ~S1.4 I 2iH,;20 I 2.&0?2 1220.03 ! 12.176 1i-l.7 i ::in.! I21: ....\0 I ' 4.02.31 1183.3 17.201 187.1 I 392.6 1 205.5I 0 I 5.6033 lI5-1.9 23.769 200 i :97,3 ,I [91.&I :0 I 7.G! 6 - 1 11 [


27/46

Instalatii frigorifice 16;

T~ell jJ 6.14. Preslunea , densltatea ~Ieutrnpia treouulul R~08 ..r -c I P:'(IU5 1 p' xlO" p'do' s s kj~kg !'a keirn' kl!lm' kjlkg K kj/kgK-50 I O.i7~3 I 1309.7 3.598 10.76 I 1.79 119.6-40 I 1.1389 i 1:::80.8 15.601 0.809 1.77:! 11-1..4-30 . I 1.9001 I 1151 I 8.391 0.857 1.757 I 11K7-10 I 1.8091 I 11:::0.03 I 11.176 0.905 1.7-1.5 11:::,4-10 I -I..0::!31 I I1S8.3 I 17.101 0.951 1.734 105.50 15.6033 I 1154.9 I 13~769 I 1 I 1.715 197.Sto I 7.6164 I 11l9.5 I 31.165 1.048 1.716 18910 I 10.1332 I \OS 1.7 I -1.3.9193 1.096 I 1.703 179.130 I 13.119:2 I 1040.7 57."''i4 1.t46 I 1.699 167.540 I 16.984-1 I 995.4 75,478 I 1.197 1. 6S9 I 15450 I 11.4841 I 943'.9 99.516 1.:251 I 1.677 137.3

6.S.7. Proprletfitile termodiaamice ale freonului R409 ATabdlll6.15. Preslunea , dcnsitatca ~i entalpla frconulul R~O').-\

t "C I l'dO5 p' ;d()l p'lClli' h' h' r}'a kglrn' k!!lrn' kjlkg kJlkg kjlkg-50 10,4771 I 1448.6 1596 147.2 I 3n_3 :2"'~.I-40 l 0_781! I 1411.8 I 1.631 157.1 371.9 :::10.7-30 I 1.:::114 1394.1 4.14-1 167.5 383.6 118.4-10 I 1.8396 1365.7 6.161 178 389.1 211.1-10 I 1.6756 1336.3 9.165 188.8 394_7 105.8o I 3.7764 1305.8 13,032 100 400 : : : 00[ 0 I 5J9J:! 1273.9 18_09~ 211.5 405.::: 193,7: : : 0 I 6.9713 I 1240.5 24-.616 113.5 1410.::: 186.730 I 9.1696 I 1::05.:: 3::.97~ ::!35.9 I 414,8 I 178.940 I 11.11405 1167.6 43.585 I 148.9 1419.1 I 170.150 I 15.0:.03 1[27.1 I 57,057 I 162.6 I e : : : . 3 160.1 ._

Tabeh.,16.16. Prestunea , dcnwlalCa ~Ientropla Ireonulul R409t"e

IPxloj p' x (()l I p'dtY s' I s. kj~gla ke/rn) kwrn' kjlkg K kjlkgK

-50 I 0.7743 1309.7 I 3.598 0.788 I 1.819 I 129.6-40 I 1.1389 1:::80.8 5.601 10.832 I L798 124,4-30 I L9001 I 1:::51 8.391 10.875 1.781 218.7

1-20 I 2,8091 1120.03 1:::.176 0.917 L767 112.41-10 I 4.0231 I 1188.3 17.:::01 i 0.959 1,755 ::05.5 , Ii5.6033 115~.9 :::3.769 1 1,745 197.8 ,10 I 7.6164. 1119.5 31.165 1.041 1,736 18 9

! : : 0 I 10.1332 I 1080.7 I ~3.9193 I 1.082 , Ln9 I 1i9.130 I 13.:::292 1040.7 I 57.:::5~ I 1.123 I u::::! I 167.540 I 16,9844 1995.4 75A78 1.164 I 1.715 154"0 ! : : :1 ,4341 943.9 99.~16 1.:::06 l.i08 137.8


28/46

168 Manualul ofi ,remill i meconic

6.6. Functionarea reala a instalatiilor frigorifice.Coeficienti de Iucru

6.6.1 Functionarea reala a instalarillor frigQrifice cu compresiemecanici de vaporiPerformantele compresorului se definesc in principal prin doua marimi:

debitul de vapori de agent frigorific aspirat: purerea consuruatd in vederea comprimarii acesruia pe un interval de presiuni:

Compresorul real se caracterizeaza prin:~ existenta unui spariu v;l~jtor:- pierderi cantitative volumetrice:- pierderi canritative energerice: abaterea comportfuii vaporilor de la legile gazelor perfecte:

6.6.1.1 Influenra spatlului vatrumitor

P o Pc

4--~.--.......-.....-"" C 1

Ij

_ _ _ _ _ _ _ _ l?Ozdli1e relohv~ale p/~ton(/IuiFig. 6.2. Proccsul de eomprirnare a uaui gaz in compresorul ell spatlu viHAmator.42 C1 velurnul spatiului v5.lfuniHorC cilindreeC, volurnulcilindrului la incepurul admisiei agenrului frigorificC1 volurnul total :1.1ilindruluiC~ volumul cilindrului la Incepurul refulirii agentului frigorificTransformdrile termodinamlce care compuo ciclul sunt:~ . 2 .:comprim.::u'e!l vaporilor2 3 : refularea vaporilor (p~ = = const.)


29/46

lnstalatii fdJorifice 169

3 - ..;.: destinderea vaporilor dln spaliulvammator. . ; . r : aspirntia de vapori (p~ = = consr.)Fie S - cursa pisronulul: D - di:unetrul cilindruluiRezultd;

nl)2C",,~-S. . ; . [ m l ][ m > ] cilindreea;volumul rotal al cilindrului:1 ,=CO+Cc = CoI) C

VI} V 'T nCo=-=--Vs Vsdeci: Vo = Co . V$ ::;,. V 'T n = C,,]] . Vs

coeficienrul relativ : 1 1 spatiului vat3.m5tor:

Tcbelul 6. J 7.P:lran1elrii a.gent u lui in \'lirru rile d clu lui de fun ctlonare

Starea I, Presiunea Volumul Temperatura[K]

P o

Pc

Pc

P o

~.T Pc. 0I . , . . C,"" P o

Obs, Deschiderea : f i inchiderea supapelor (clapedlor) se face d . : : a ! . O r i l i . i diferentei depresi uae (~p) die tre cilindrul compresorului ~i colectorul de adrnisie si , respectiv, deevacuare.

Fie m - exponenrul politropic de comprirnare.(l-1) Evolurie politropid

in care:

s.:m(6.7-1) $1

I

I( P O ) ' "I =VI Pc .(6.73)

(6.75)


30/46

IV~ = (V o +V s) -(::) ; (6.76)

1

V 2 =(VS ,CO + V s){:;);; (6.77)

170

1

Y! = Vs(l +CO) {:; r ; (6.78) T Ym-I - T yOl-1! 1 - I I (6.79)T, Tlm - - l =--;;;:T

PZ'" PI'"(6.80) (6.81 )

Pentru starea 3 v, V ,--, .. _ ' = const.T3 T ! (6.90)

Rezull3: (6.91)Pentru starea 4. p~= Po(3 - 4) Evolutie politropicd de destindere

(6.91) ( 6 . 9 3 )I

V .. V . ( p c ) m .~ VmP C )

(6.94)I

V~ =Vgn ,c'm .(::)""1

V~ V. 'C'm -( :: ) en

(6.95)

(6.96)D . . : 1:1starea 4 la starea lare loe aspiruiia propriu-zisd de agent frigorific vapori;Deci v olumul asp irat:

(6.97)


31/46

lnstclasii frigorifice 171

c . . . " , : : , 0.01 :

;'V * C , . [ I - ( : : ) ; 1. l - ( P c : J , : , 1.V = 1 - C'Ul P~ - I

=> ;V : I ' O . O { ( ~ : J ' : '- I ]=: 1.1

(6.99)

(6.100)

Pc/Po 1 2 . J -l - 5 6 7 S '. l !O~.\' I 0.,),)1.!2 0.,)8~S5 0.5 0,9590 0.95135 0.04377


32/46

112 Manllal"lofi.terului mecanic

0 ,9

j

0,8 rIiiio7~J :ii

. . P ' i )f~~~ __ ~3__~4__~5 ~6__~7~~8~.~9 __~tQ~_f~1 __ ~1~2_f~3~~__--_ _ I'"m= ~O J-~ m ~f,1 .- - - - ----

Fig. 6.3Diagrama de determinarc a lui i.v (unctic de PIP.


33/46

lnslalarii frigoriflce 1 7 3

6.6.1.:2 Influenta Iaminiirti vaporilor prin supape

D . P . = P o -- P o (6.101)

Larninarea prin supape reprezinta procesul de reducere a presiunii vaporilor la trecereapnn supape.

Po - presiuaea vaporilor in conducta de aspirarie:p.)' - presiunea in cilindru:Aceasta diferenl.'i de presiune trebuie s . ' i acopere urmaroarele rezisrente hidraulice:

t : . p " "" ! : .pI +~ D.P3 +6.p4 (6.102)llplrezlstenp hidr:wlidi in canalele racordurilor ~isupapelor de aspirarie:llP:- rezistenta hidf:lulidi cht3. de inertia rnasei de vapori ce curge in cilindru:llpJ- rezistenta hidraulica necesara invingerii forte] elastice a resorrului supapei:o p , - rezistenta hidraulicd necesara lnvingerii inertiei rnaselor mobile ale supapei la

deschidere.9bSl!rwI{ieIn supapele de evacuate sunr pierderi de sarcina similare. care necesita 0 suprapresiuneh vaporilor, la refulare din compresor fa!:J.de presiunea in condensaror:

fc P

I _ , . - -I - -i :y'" ->I V , j I ,./"I I ~I /'! . /

j _ -+~~~_/'-- __~~--------------~---P.-~-1--vFig. 6..1.Procesul de comprirrfllrc a unui gal in compresorul

eu spatlu \';ltamator, cu larnlnarca in supape.f';'p = I-"t-I~

iar in cazul In care nu se tine SC:m:t3 de larninare:1..p = l'i'-1'4

(6.103)

(6. [()..l.)


34/46

(6.106) " ' ' '_ 1 '' . P o1 - 1 Po (6.107)

17-'I~ p ==I~ - r~

r'Not.1rn: 1 . / == ,;up (6. lOS)I : U pCoeficienrul de laminate. care se determina rinind cont de faprul d ....luria (1'-I")

este con~id~r:lt5 izotermd;

, . " , . ' ( 1 ' ) P o"1 = . s ' .. +c""' ._.Po (6.108) I

L (I )P O J' (P"l;;;"J + c , 'm - . . - - . s c " m - -. Po Po1,/ ::: 1J'~.(\ +c,"") -I'J ' c , , , , , r E . . . ) ; ; ;Po~,l

(I' )P o. . , (P .; ) ; ; ;. " t"C "m _"__C"'IJI -I ., : : : Po Po 1 = 1n(4]1 1 ) ( P C ) ; ; ;'\ +c..... -c,,,,, -..-Po .

1./: : : P o AHPo (6.109)

1 J

(I + C,.",) , P o - c..... p ~ ) ; ; ; < (I + C , ., ..) - c....( P.),;;;Po Po . Po

Deci: i.l


35/46

lnstalatii [rigorifice 175ObservatieCoeficientii i.v si i'l se pot stabili ell ajurorul diagramei indicate trasatd pentru fiecarecornpresor la bancul de incercare ~i sunt prezentati sub fonn:l:

(6.110)nurnit randament volumetric sa u coeficient indica: 0 1 aspiratiei,

i., '" I l ' c, ...: Pc : naturaagcntului. ...J >. P o6.7. Analiza exergeticii a proceselor din compresorul

frigorific eu piston.

7

I~l-;----r . 1~----------A~

II s

Fi!!. 6..5. Schema de precizare in dia:!1"'.Jma T - S. a evolutici unui K~ de a~ent prin cilindrulcompri ..orului rrigurific cu piston .~ia plcrdcr ilor cauzate de if'c'-eniibiliLalc.

Etapele evolutiei:(I . 1-): larninarea vaporilor in supapa de aspiratie C a r e deterrnind seadereapresiuni!

de lapo b. Pd':


36/46

r 1 76 Manual"l oji,emiui meconicP( '~ =Po -~deflneste incalzirea izobara la P . . . . a vaporilor ill procesul de aspiratiedatorita caldurii preluata de Ia pereti _precum ~i ca urrnare a influenteigazului destins din spatiul mort:comprimarea politropica de exponent I < n, < k de la PQ. la P -t in careagenrul cedeaza, global. d.ldud peretilor cilindrului:caracterizeazd clcirea izobara Ia P-t . : I . agenrului in procesul de refulare:laminarea vaporilor in supapa de refulare inso!il11de scdderea presiunii de 1 3P-t 1 3 P~ eu Sp:Procesul ideal de referinta, pentru evolutia prezentata anterior comporta doud etape:

(1 - 1.J: comprirnare izotropica la care temperatura cresre de 13 T, pfutii Ia cea amediului ambiant T , , :

( : : ! . . - 1T_): comprimare izotermicd In temperatura Td p.ina Ia presiunea de condensarep.: sure a finaI:i lri: se afla in dorneniul lichid la pararnetrii (P.: Ta)'Ecuaria generala:

(a - c);(b - r):(r - ::!):

(6.111)aplic3ti intre sectiunea I din arnonrele cornpresorului si sectiunea : : ! din avalul acesruia:Rezulta:

(6.1 I::!)

-energia ciildurii schirnbatd de agent in procesul de aspiratie:- energia dldurii schimbata de agent in procesul de cornprimare:- energia caldurii schimbata de agent in procesul de refulare;- cresterea exergiei agenrului in compresor:.- lucru rnecanic tehnic-de cornprirnare:- pierderi provocate de ireversibilitatea procesului de laminare in aspiratie:- pierderi provocate de ireversibilitatea procesului de laminare in refulare:

Considerand c i S . agenrul se cornporta COl un g:u. perfect s i cbservand di 1 < < 0 se constatdd re laria (6.1 I:!) poate fi scrisa sub forma:

- e q" "'(q" -T "'!)'.5 q ...)= T ~ t u q" -q. , = l e q a l = := T" . Cp In T .u - c p (T .,. - r ; ) = :tq"

T ;reprezinei pierderea de exergie datorita incalzirii vaporilor in procesul de aspiratie.

in care:(6.113)

(6.114)

-1:'1C = - ( q c - T " - t u q c ) = l q c i - T , ; j I . i s q c l " ' h . c l =. T= i c " J ( T c - T . u ) - T " l c ~ c ! I n - t - = 7t'l


37/46

lnstalatll frigoriflce 177

precizeaza pierderea de exergie cu dUdu['3 evacuata in procesul de comprimare incare.cnc = c; n~- k < 0 reprezintd c3ldum specifica politropicd a cornprimarii:n,-I - e q r = - ( q r - T ., . Asqr) '" i q r i - Ta - I r u q r l = l e " r l =

=c (T .b -r )-T .c '[n7;. =1tp. r ... p T . qr. rdefineste pierderea de exergie cu d[dura cedata in refulare:It/,, = T . , -ds/., = Ta - ( s ! ~ -Sl) = R T a .In.Q."p , , - ,

(6_116)

1=RT In--''oRT '1 1 1"I " o J- I V . . (6.117)reprezintd pierderea daior.lt.1 ireversibilitdtii interne a procesului de laminare in supapa deaspirarie:

It[ =T - ils/ =T - ( s ~ -S )=R.T .lnPrj =r .;; r "" ..." 4J p~1=RT In--=RT '11'.a I .."II', (6.118)

reprezintd pierderea datorata ireversibilitdtii interne a procesului de laminare in supapa derefulare;Rezulta; I l e l =e~ - el + 1tq" + rtqc + 1fqr + it/a + 1ftr (6.119)

Determinarea lucrului mecanic de comprimare:

1 ! . - I " ' c A T , , - - T oU) I l c l " ' ~ R _ T . u [ ( p r i ) : 1 - 1 ]n c I P o l S

nc =--"- RP n c - I n [ n , - l ]l'I=_c R T H -;;--1c n.-l on c,c(6.110)

(6.121)

unde:


38/46

. ,liS l\1anllalul ofiterului meconic

Se dezvolta diferenta:

in care:e:, , , , -el =!-; --il-I:,{,!i:s .1 -sl)=;i~:J -i!= = i ' l - : N I

reprcz inta \..aloarea absoluta a lucrului rnecanic tehnic specific izentropic de comprirnare Ine tapa I -2 .... e'r -I!.,. = i ~ - -'i., -T(s'r -S., ) = '1 / " , , - II.. ..1 ....... .,J ... ~ Ll _..).J .J ' _ ~l _ . . " 1 . . 1 _ o J " - _ J Jdefineste valoarea absolute a lucrului rnecanic specific izotermic de comprirnare in etapa 2;.') ' .-,..

ca.r;J,cteri:z:~ eMtgia_c:1ldurii care .JJ" trebui cedatd de dEre vaporii refulari de cornpresorintr~im'"ptrxdd.~c'Ondensare subracire. : : ! - 2' - 3 - 2 rd pin.'i 1 :1 aiingerea ternperarurii T ~ amediului'jrobianL"" "

'Ecuifi~d~:bi1ii.n!energetic a compresorului frigorific eu piston devine:I'I - lf I '" ..... '_ '~ '_c - min ' " 1 " " j"'q~ ,'/lori +r cd=s "" r " Z . . l ~ ' ' ' ' o ' r (6,J:~2)unde:, l lm i n 1 = 1 ' ) - 2 . ) ' " I + I l:s..-cr.. l = 7~( S I - s:rJ _. ( i l - - i : T ~ ) (6.123)

reprezintd consumul minim de lucru rnecanic necesar pentru aducerea agentului din starea Iin starea 2,~ de lichid subracit la terneperarura T~:Notarn:

: )' :r J = 7t L.:I + :r Lr 'surna pierderilor darorate ireversibilitatilcr interne.

L 7t" zx : :Iq., .~ itq, -i - : r " r + iU [ c d = s rsuma pierderilor darorate ireversibilitdtilor externe,

EcWllia (6)22) devine:(6.1:!~)

Pe :l;~tl':brl se defineste randarnenrul exergeric .J.I compresorului frigorific cupiston: .. , . -"_, '-I ' m " , I 2 : : > : , . , ' -1 1 . ; : c = lfJ= I -W } - L:-t, e (6,125)

\.~


39/46

lnstalatii fri goriflce 1 79

6. 8. Exploatarea instalatiilor frigorifice

Vaoorizatoarele sun! schirnbdtoare dedlducl care nu necesita 0 inrretinere deosebitd.Defec!i~nile ce pot apare in timpul exploatarii pot fi rernediare cu ~~~. Intrerioereavaporizatcarelor constd in: indepartarea depunerilor de gheatl sau de tiipad.ii de p e suprafatavaporizarorului ~i asigurarea circulatiei corecte .3 agenrului dcit (aer) peste suprafata de~~de~~ .

Brumarea si efectele eiVaporii de apa din aer condenseazd pe suprafetele reci ale vaporizatorului ai dror .temperatura este egall sau mai mid dedit temperatura punctului de rctu.3.(temperaturapuncrului de row este temperatura Ia care aerul umed dcit devine saturar, O l d i c 3 . areurniditatea relativa eg:lIl cu 100%).Dad. temperatura scade sub 0 Cumiditatea condensata va congela, Se vaproduce un proces de condensare . t > i solidiflcarecontinud sub forml de brurnd ~i crestereastrarului de brum.1 pe suprafetele vaporizatorilor. lnfluenta depunerii de bruml asupra fluxuluitermic schimbat de vaporizatoare poate fiunn:1ritli in figura 6.6. Din analiza curbeiprezentate rezultd d. initial. d.:!.toritli suprafeteim a n a cristalelor de gheata puterea frigorifica avaporizatorului cresre. Od.:!.tli eu crestereagrosimii srratului de brumd puterea frigorifica

. scade simtitor, Fig. 6. 6. Influenta depunerii de brurnaPrincipalele efecte ale depunerii brumei pe asupra puteril tcrmice a vapcrizatoruluisUPr:U:lP vaporizatorului sunt:

a) Reducerea ternperarurii de vaporizare a agenrului frigorific:b) Rldicarea umiditlitii relative :lspatiului clcit.Diferenta de temperatura intre spatiul rece si suprafata exterioard a brurnei de p e

vaporizator scade treptat avand ca rezultat modiflcarea conditiilor de conservare :1 produselordepozitare. Pentru evitarea acestor efecte se impune decongelarea periodica a suprafetelorvaporizatori Ir.

6.8.1.Vaporizatoarc

Scr SUn.tp]fT~Ifl:Jea slroT(JjU/de cao

Decongelarea suprafetei vaporizatoarelorProcedee exteme - topirea brurnei incepe de Ia exteriorul sirarului de bruml.Procedee in/erne - topirea brurnei incepe de la suprafata brumei in contact cu !C''''ilevaporizatorului.Decongelare prin procedee externea) oprirea instalatiei ~iincalzirea naturald a vaporizatoarelor;b) stroplrea sau pulverizarea cu apa fig. 6.7:c) cu ajurorulaerului cald exterior fig. 6.8:d) prin incilzire.a electrica a aerului care clrcul:i peste vaporizator fig. 6.9:e} Decongelarea prin procedee interne:1 ) incalzire.3 vaporizatoarelorcu rezisrenre electrice fig. 6.10:b) introducerea gazelor calde de la refularea compresorului fig. 6.11.;c) prin inversarea ciclului fig.6.1:2.Decongelarea prin folosirea gaze/or calde de la refit/area compresorului.


40/46

180 M!Jnllaiuf ofuerulu; meconic

Peatru ropirea brumei de pe vaporizator se folosesre.energia termica cedatd de agenrulfrigorific lacondeusare. Principala problema care apere este readucerea 10 sure de vapori aagentului frigorific condensat pentru 3 putea fi aspirat. in fig. 6.13 este prezen tata schemapentru utilizarea acestei metode. Gazele calde refulate direct in vaporizatori prin deschidereaunui ventil electromagnetic, ccadenseaza ropind brurna. Agenrul frigorific lichid va filaminar in venrilul de reglare z ; i apoi vaporiznt in vaporizarorul auxiliar. I n tirnpuldecongelarii UIJ ventil electromagnetic inchide conducta principak; de aspiratie,Decongelarea prin inversare de ciclu

Procedeul consu In inversarea ciclului frigorific cu ajutorul unui ventil cu patru trecerifig.6.1:!.

Flg, 6.7. Decoagclarea vaportzatorululprin pulverizarea apeJ[ . ve P til ele ctro m ' gP C: lie p < : circuirul de a p!;2 !e~\ide scurgen:; J. racord de scurgere:.J. pulverizaror; ;. vaporizator,

Fig.6.9.. DeeongeJarea vaporizatoruluiiuc.;lizire"l acruluicu rezistente electricet : vaPQl"\zaI or, 2 re z i .ste D1 - 1 d~ellicl in tlJb; J. ven l i1;11r ; -I - b ul bull errnosurul ui; 5 cap" c; 6 bulbulIcrmosuwtui de oprire a deeoagdlrii

2 31

Fig. 6.S. Decongelarea vaporizatoruluiprin clrculatla Co.;.atAde aer!.carca sa vI pori al


41/46

Instalatii frigorific~ 1 81

Cornutarea de pe circuitulde ri5.cire pe cel de decongelare este cornandat automat, Lacomanda de inversarea ciclului vaporii supraincalz:i!i sun! refulati in vaporizator unde secondenseazd cedand cildurii strarului de brum5 care incepe s a se IOpeascl. Coodensul sescurge in rezervorul de Iichid printr-un ventil de rerinere, monrat in paralel eu ventilul dereglare. Lichidu! este trimis spre condensator printr-un ventil de reg Iare. Procesul defunctionare in ciclul inversar continud panii ce strarul de bruml 5-;) ropit depe vaporizaror,Un termostat


42/46

182 Manualu! ofirl!rului mecanic

Tabelill 6.J8( continuare JLipsa uleiu lu i de ungere saudefectarea dispozitivului derealizare a presiunii de ulci;Supapele nu l n c h i d p e r f e c t :

~ ._ _ ~ ~ S ~ - l ~ I P ~ a ~ p c ~ l e ~ s u ~ n ~ t ~ , ~ ; p ~ : a n ~ , e ~ .~ ~ ~ S ~ e ~ i ~ n ~ ! 0 C ~ l ~ l i ~ e ~ ~ c ~ ~ s u ~ ' ~ ~ . J ~ . ~ ~ . e ~ l ~ c . ~_ . ~ ~ ~ _ _ _ _Mccanisrnul bield- manivela Se echiiibreaza mecanisruul bid:lnu este echilibrat dinarnic:Contragreutatea de echilibrareruprii sau despri nsa;Arc uriIe de amortizare suntruptc

Inciilzire excesiva Inlocurile unde suntsuprafcte in miscare

Vibratii puternice tntl rn pu l I un ctio n dr i!

Cornprcsoru l nureali le . :ua putereafrigorificii norninalii

Placa cu supape este dcfcctd;Supape ruprc sau imperfectetansc:Turaria arborclui cornprcso-ru lu i nu estc CCJ nominal . ideoarece curelele patincaz.i;Scernenti isun! uzari.

Se com pleteazn uleiul pinii 13 n ivelu lindicat: se reparii dispozitivul dcrealizare J. pres] unii de u lei:S e r e c t i f i e dp l a n s c a u n u l s u p a p e i :

rnanivela:Sc inlocuieste sau se fixcaziicontragreuratea:Se desfacc C3p~UI:l ~i $I! tnlocuicscarcurileSc rcrncdiazfi dctcctiunea sau 51 :inlocuiesie placa ell supape:Se schimba supapele ~i SI: :!Siguriplanet tate a scaunc lor:Sc :L'iigud 0 intindcrc corcspun-ZltO;J.tC a curclclor sau $C lnlocnicsccurele le;Se inlocuicsc ,c~mcntii:

Cornpresorul nuporneste

Este intrcrupta alim entarea cucurent electric:Pistonul este blocat in cilindru:Lagdre!c sunt gripate,

Se .lSigurii al imentarea cu cureruelectric:Se deblochcazd pisronul, elirninand~i cauza care a provocat blocajul:Sc inlatura gripaju l inlocuindI~ e5.rcl e suu pri n recondi tionare,

Cornpresorul nufuncuoneaz i Se reconecieaza intrerupalorul;

Cornpresorulfunctioneazii u n timpprea lung sail func-l-ioneazl, conunuu

-':,

Itrerupdtcrul electric este inpozitic- deschi s:Siguran]e arsc;Releu iermic declansat:Term ostatu l sau presosratu l decornandd sunt defecte:Presiunea dc refulare prearidicatd (cind i n in sta la rie csternonrat un presostat. de inall3.presiu ne ) .

Terrnostatul S.lU presostatul decomandd sunt defectc;Lipsa dc agent frigoriflc ininstalatie;La ccndensatorul dcit cu apa;apa lipseste, e prea caldd sauare debit insuflcieru:Condensatorul riicit cu aer estemurdar:Condensatorul riicit cu aer esteinsu ficiern ven u lat:Acr in instalaue ( presiunea decondensare va fi mal ridicata).

S


43/46

183

. .

Compresorul(unqiO J1C '3.Z3 un tim pprea lung sau func-lion~aza ccnrinuc

Com presoruJ areperioaddfuncli onare seuna

Presiunea dincondensator prearidicat5

TabduI6.18.( continuare)Randament scizut al compre- Se controleaza supapele celesorului: detecte se Inlocuiesc, eventual se

inlocuicsc segmentii ~i pistonul:Vaporizaror prea mic (pre-siunea de aspiratie preacoborira):Filtrul sau ventilul obturat(in instalatiile comandate printerrnostat);

Vaporizator complet blocat cu:dipada:Compresor de capacitate mid:lzolape defect:;':E!an~are defectuoasa a usii:Traflc de miirfuri peste capaci-tarea utilajului:Compresor de capacitate preade mare:D lferen tialu l p reso statu lui sautermostatului reglat prea mic;

Presostatul d e inalla presiuneintreruptc;Upsa de agent frigorific(in inslalatia.t.1fflmandata depr~s~lilli~jf:jasa presiune):,fua mull agent frigorific(in instala~a ell presostat dein3.lra presiune:Prea mult agent;ACT tn instalatie:

Se ia lo cu ie ste cu un vaporizator malmarc sau se rnonteaza un vaporizatoraditlonal;Se curiilii sau so: inlocuieste filtrulsau ventilul de reglaj. Dad veatilulde reglaj


44/46

1 84 Manualul ofiterului mecanic

Cantitatea de uleidin canerul

Pierdere de agent frigorificcenu permit ... revenirea uleiu lu i

cornpresorului scade in cornpresor;continuu Vaporizator amplasat necores-punzdtor Jin punct de vcdcre al

circulatiei ulei ului;

Zgornore puternice incornpresor sau in ir nedil\: J. s a apropiere

Indrciilur.! ini!ialii de olei Se cornpleteaza canuratea de uleiinsuficientd: \in:lnd cont de cea dilO ivlt.:l inagentul frigorific:Segrnenti uzati; Se inlocuiesc se gmentii:~ontajul gresit al compte-sorului:Amoruzcarete cornpresoru lu iprea m oi ~ic orn prcsoru l au ngeobiccrclc din jur:Conducrele dc aspiratie ~irefulare se lovesc intre ele S:lUating obiecte;Curelele fac zgornot:

Tabeiui ti.l Stcontinuare )Se rernediazd neetanseitatea ~i serc in ca rc d in sta la ria cu ulei ~iagent:

Compresorul aspird lichid siulei (s e produc Ioviturihidraulice in cornpresor):Lagarele compresoruiui sa umotorului electric sun! uzate:Zgomore!e din interioru lcornpresorului de supapesparte, joc in boltunlepistoanelor. excentrici slabui:

Se plaseazii cornpresorul pe un cadrua de v a r:lt ~i rigidizat;Se reduc oscilatiile compresorului:se indcpmC::lz:i obiectcle dinimcdiara apropicre a cornpresorului:Se tixeaxa conducrele;

Se reproiecteaza lnstalatla: se: :: ts ig ud v itc za minimd c o : 6 rn /se c. inconducte pentru antrenarea uleiului;

Se Inlocuiesc curelele ~ise asigur.iin tin de rca ne cesara:Se verified nivelul de ulei In carter ~ise pUf]c:u:i daca este in execs;Se dernontcazii cornpresorul ~irnotorulsi se rcparji;Se dernonteaz i cornpresorul severifica piesele ce se pol deteriora ~iproduce zgornot: se repard sau setnlocuiesie:

Xefunction area venti Ia toare lorcare sut15 , aer peste vaporiza-

' - . i . . ! - . . : : . ; t o : : ; : r . ; . . . _ _ ..I.... . _. ...J

Instal alia fillrcalizcazatemperatura doritiiin spatiul racit

Vcnril de reglaj de capacitateprea mid fa!a de capacitateacornpresoru lu i.Sectiunea [evii de alirnentarecu lichid sau a [evii deaspiratie prea mid :Suprafara vaporizatoarelor esreinsuficicntd:Tcrmostatul sau presostaiul decomanda sunt n::gbtcnecorespunzutor:Ventilul de reglaj este obturat:Lipsa de agent fng0!jfic(vaporii circula cu vitezfi marepri n ventilu I de reglaj):Randarnern scazut alcornpresoru Iui:Vaporizator blocat cu zapJ.da:

Se Inlocuiestc vcntilul de reglue Cllunul de capacitate corespunzjitoarecapacitiitii cornpresorului:Se reproiecteazl instahli~;

5e rnonteazf un vaporizatorcorcspunzaror:Se regleaza terrnostatul ~ipresostatulc ore sp un ziito r te rn pe ra tu rii dorire:Se elimind apa din circuit 53U seInlocuicsrc ventilul de reglaj:Sc dim;na nccran$eiI5tile;

Sc verified cornpresorul: ~i seinlocuiesc piesele defecre:Sc dccongclcazii vaporizaiorul S3U sere~caz.:l decongelarea automata;Se repun in fUflcjiune ventilatoarele:


45/46

lnstalatii fr;goriJiu 185

Tuhdu16.1S(


46/46

186 Manualul o ji T er ll .w i mecan i c

Posibilitii~ de.eliminare a umiditatii din cireuitul agentului frigorificDeshidratarea prin actiune chimicd. Const5 in fclosirea de subst:Ul~ care absorb aprt

din circuirul agentului frigorific cwn ar fi sulfatul de calciu ~iclorura de calciu.Sulfarul de calciu se foloseste sub formi1 d e piese rurnare la dimensiunea aparamluidesbidrator, Timpul de absortie at apei este foarte lung. nu f o rm e3Z i1 pmf care si1 fie antrenar

in instalatie si nu este coroziv. Este un material deshidrataat foarte eficaee ~i prezint!avantajul c3 nu elibereaza apa pc care a absorbit-o.Clorura de calciu prezint3. dezavaatajul c i1 in prezenta unei erultit!~i mari d e ap:l dincircuit se transformd lntr-o solutie foarte coroziva. De obicei e bine si1 se evite utilizareaclorurii de calciu.Desllidratarea prin actiune jizidi. Const5 in folosirea de substaate care adsorb 3p3. Br3a-si modifica compozitla chimicd. Substantele deshidraroare de acest gen elibereazd 3p:!adscrbitd cand sunt inc3Jzice. capacitatea d e adsorbtie fiind invers proportiona1i'!. eutemperatura adsorbanrului. Cele mai utilizate substaDlC deshidratoare care funclione:LZii peactiune fizici'!.sunt silieagelul ~i sita moleculara,

Silicagelul (dioxidul de siliciu} este un adsorbent puternic :lvand 0rete:! capilacl intemacu pori ulunmicroscopici. Silicagelul are 0 porozhate mare, volumul pori lor reprezentimdcirca 4(}l;1,din volumul total al granulelor, Silicagelul este un deshidratant foarte eflcace .ins5od3t5 cu cresterea temperaturii elibereaza apa relinut3. prin adsorbtie. Oio aceast! C3u.z.:l estenecesar ca deshidratorul instalatiei si1 fie plasat lntr-o ambirul~ d e ~mpcr:ttur:l cat matscazuu ~i constantd, Diminuarea puterii de adsorbtie a silicageluhii scade eu temperamra ~ipoate provoca defectiuai grave la cresterea bruscd :lternperaturii in cazul r!cirii insuficienrca condensatorului. deoareee poate elibera apa care va inghera in ventilul de reglaj. .Sita molecularii este un deshidratat a ci'irui parte activll este formata din alumino-silicati C~ printr-o tehnologie specific! cap.11u 0 porozltare unifomU. Pentru retinerea apeidin amestecul de agent halogenat se folcseste sita rnoleculara cu pori de 4xlO"O m. Sitamoleculard se regenereaza prin insuflare de aer SOlU de azot uscat incilzit In temperarurilor de250 .... 300~C.

Bibliografie[I]. V. Radcenco. A. DobrovicescuS. Porneald[2J. B. Popa, LCarabogd:m[3J. Pierre Rapin, Patrick Jacquard(4]. John P. Kay. Richard L.Mansmann

[5]. N. Purice, V. Honciuc

{6].A. Chiriac

[7]. C. Seamatescu

Procese si instalatii frigorificeEditura Didacticd si Pedagogicd,Bucuresti, 1983

Manualul inginerului terrnctehnicianEd i tura T ehnica, Bucuresti, 1986Fonnulaire du froidDunod. Paris. 1996Impact of CFClHCFC regulations onthe marine industryAshland Chemical, U.S.A . 1994Exploatarea si Inrretinerea utilajelorfrigorifice cornercialeEditura T ehnica. B ucuresti , 1980Instalatii frigorificeEdirura Did.:leticl ~i Ped.:lgogicl

Bucuresti, 1981Tehnica Frigului. vol, I $ i vol. IIEditura Tehnicd, Bucuresti, 1972

18 instalatii frigorifice

Documents

pentru conditicnareaaerului

j c pentru frucre

medicina pentru r

aeeste instalatii frigorifice

temu lu i

instalariile eu sorbtie

instalatii frigorifice6

cele eu gaze starea