Principes de fonctionnement du système de réfrigération à absorption de vapeur: génie mécanique

Principes de fonctionnement du système de réfrigération à absorption de vapeur: génie mécanique


La réfrigération par absorption de vapeur convient lorsqu’une source d’énergie thermique peu coûteuse est facilement disponible. Dans ces cas, l’utilisation directe de la chaleur comme énergie de fonctionnement est la pratique courante. Les centrales électriques où la chaleur du processus de cogénération est disponible peuvent utiliser VARS. Les centrales électriques à turbine à vapeur peuvent également utiliser la chaleur perdue pour faire fonctionner le système de réfrigération. La différence entre le système de réfrigération à compression de vapeur et à absorption de vapeur est donc facile à comprendre.

L’aqua-ammoniac et le LiBr-H2O sont les deux combinaisons les plus courantes de système de réfrigération à absorption de vapeur. Ensuite, nous discuterons du NH3-H20

Vous pouvez voir les questions viva sur la réfrigération et la climatisation ici.

Principes de base du système de réfrigération à absorption de vapeur (VARS)

Vous pourriez vous demander quels sont les composants de VARS qui le différencient de VCRS. Eh bien, le besoin de compresseur est éliminé dans le système d’absorption de vapeur. Le compresseur est remplacé par un générateur, une pompe et un absorbeur. Ainsi, les composants de base d’une réfrigération de base à absorption de vapeur sont-

  • Générateur
  • pompe
  • absorbeur
  • condenseur
  • évaporateur
  • extenseur ou dispositif d’étranglement

Et certains autres composants comme le redresseur, l’analyseur et l’échangeur de chaleur.

Schéma du système de réfrigération à absorption de vapeur

Rappelez-vous que dans NH3-H2O – l’ammoniac est le réfrigérant et l’eau est l’absorbeur mais l’eau LiBr-H2O est le réfrigérant et LiBr est l’absorbeur. La plupart du temps, dans le tableau d’interview, vous serez interrogé sur les questions d’entrevue en réfrigération et en climatisation.

Dans ce cas, nous présentons le système d’absorption de vapeur Aqua-Ammonia. Ici, NH3 est le réfrigérant et H2O est l’absorbant. Dans le système de réfrigération VA, l’exigence du compresseur est satisfaite en utilisant un agencement composé d’un absorbeur, d’une pompe et d’un générateur. Cependant, davantage d’éléments sont ajoutés pour améliorer les performances du système. Les éléments condenseur, évaporateur et détendeur sont tous identiques pour les cycles VC et VA.

Tout d’abord, l’évaporateur fait passer la vapeur de réfrigérant vers l’absorbeur (dans ce cas, la vapeur d’ammoniac). Le NH3 a la propriété de se mélanger rapidement à l’eau froide. Ainsi, dans un absorbeur, l’ammoniac mélangé à de l’eau est connu sous le nom de forte solution NH3-eau. À l’aide d’une pompe, cette solution puissante se déplace vers le générateur où la solution est chauffée et le NH3 est libéré de l’eau et collecté sur le dessus du générateur à haute pression. Dans le système VC, la fonction du compresseur est de comprimer la vapeur de réfrigérant et d’augmenter sa pression. Ici, dans VARS, le générateur fait de même. Par conséquent, la fonction du compresseur est déjà atteinte. De même, la vapeur de réfrigérant à haute pression va au condenseur et libère de la chaleur et devient finalement liquide. Le liquide est recueilli dans un réservoir récepteur et passe ensuite à travers le détendeur. Ici, il se détend, se déplace vers l’évaporateur et recueille la chaleur et devient de la vapeur et le cycle continue.

L’échange de solution dans le générateur et l’absorbeur fonctionne également en cycle. Maintenant, ce qui se passe dans l’absorbeur et le générateur. À l’aide d’une pompe, la solution puissante est transférée au générateur. Dans le générateur, la chaleur est fournie et l’ammoniac séparé est prêt pour l’étape suivante. La solution dans le générateur est donc appelée solution faible. Cette solution faible revient au générateur à l’aide d’un conduit de retour. Par exemple, l’échangeur de chaleur est utilisé pour refroidir la solution faible, sinon l’eau de l’absorbeur sera chauffée.

Ce type de cycle de réfrigération est utilisé lorsque la chaleur d’échappement est disponible. Une chaleur supplémentaire ou inutilisée peut être utilisée pour faire fonctionner le générateur. Pour développer un système de réfrigération solaire, ce type d’agencement est très utile. Mais vous pensez peut-être qu’ici l’électricité est utilisée pour faire fonctionner la pompe. Mais quand même, le coût de fonctionnement est inférieur dans le système d’absorption de vapeur que dans le cycle de compression de vapeur car l’énergie utilisée dans les pompes est très inférieure à celle d’un compresseur.

Nous avons analysé les diagrammes T-s et P-h du cycle de réfrigération à compression de vapeur avec sous-refroidissement et surchauffe. Tu peux le vérifier ici.

La fonction des autres éléments utilisés dans le système de réfrigération à absorption de vapeur

La fonction de l’échangeur de chaleur:

L’échangeur de chaleur est placé entre le générateur et l’absorbeur. La solution forte pompée vers le générateur doit être chauffée et la solution faible revenant du générateur vers l’absorbeur doit être refroidie. Cet échangeur de chaleur facilite les deux et réduit ainsi le coût de chauffage et de refroidissement de la solution.

La fonction de l’analyseur dans le système de réfrigération à absorption de vapeur:

L’analyseur est une série de plaques situées en haut du générateur. Il emprisonne la vapeur d’eau de pénétrer dans le condenseur. En fin de compte, il aide la vapeur d’ammoniac pure à entrer dans le condenseur. En fait, cela aide à éliminer certaines particules de vapeur d’eau indésirables pour entrer dans le condenseur avec de la vapeur de NH3. Si ces vapeurs d’eau sont autorisées dans le condenseur, elles peuvent geler dans le détendeur et le tuyau peut s’obstruer.

Fonction de redresseur

Le redresseur n’est rien d’autre qu’un condenseur refroidi à l’eau. Il condense la vapeur d’eau et une partie de la vapeur d’ammoniac et la renvoie au générateur. L’élimination de la vapeur d’eau a lieu dans le condenseur.

Calcul du COP du système d’absorption de vapeur

La formule réelle pour calculer le COP du système de réfrigération à absorption de vapeur est COP = R.E / (Win + Qg)

Ici – R.E – effet de réfrigération, Win – le travail effectué dans la pompe, Qin – La chaleur fournie dans le générateur.

Mais dans le cas idéal, le travail de la pompe est négligeable donc la formule devient COP = R.E / Qg

Et si vous connaissez les différentes gammes, vous pouvez simplement utiliser cette formule pour calculer le COP du système de réfrigération à absorption de vapeur COP = TE (TG-T1) / TG ​​(T1-TE)

Here- TE – La température à laquelle l’évaporateur extrait la chaleur

TG – La température à laquelle la chaleur est ajoutée au générateur

T1 – Température eau de refroidissement / température ambiante.

Si vous êtes un étudiant en génie mécanique, vous devez résoudre les problèmes mathématiques de réfrigération et de climatisation.

Où le système de réfrigération à absorption de vapeur est-il utilisé?

  • L’électricité n’est pas fiable ou le délestage est très fréquent.
  • Les endroits où le bruit du compresseur peut créer des perturbations. Dans VARS, il n’y a pas de compresseur, donc très moins de bruit.
  • Où la chaleur supplémentaire ou évacuée est facilement disponible. Par exemple, le surplus de chaleur des centrales électriques peut être utilisé ou l’énergie solaire peut être utilisée.

La tour de refroidissement est un autre exemple d’échange de chaleur où la tour de refroidissement est utilisée pour refroidir ce qui doit être utilisé dans le condenseur. Découvrez les bases de la tour de refroidissement avec le diagramme schématique.

Pour plus de questions et réponses en génie mécanique, suivez les liens:

N’oubliez pas de commenter si vous rencontrez des problèmes pour comprendre l’article. Merci.


Catégorie: Génie mécanique avancé, Mécanique, Q&R, Réfrigération

Articles similaires

Commencez à saisir votre recherche ci-dessus et pressez Entrée pour rechercher. ESC pour annuler.

Retour en haut