Chiller (chiller)

Un răcitor , o unitate frigorifică sau un răcitor de răcire este o mașină termică de tipul mașinii de operare, care exploatează compresia și expansiunea unui aeriform, acest fluid frigorific (amoniac sau freon și alte halogenuri de alchil , numite în mod necorespunzător clorofluorocarburi, CFC), permite îndepărtarea căldurii dintr-un fluid de transfer de căldură , adesea apă sau aer.

Sunt utilizate în mod obișnuit în industria alimentară și în aplicații industriale de termoreglare , unde procesul de producție industrială necesită atingerea și menținerea temperaturilor foarte scăzute.

Ciclul de refrigerare

Un ciclu de refrigerare este un ciclu termodinamic care are ca efect transferul căldurii dintr-un fluid sau mediu în altul. Există trei tipuri de cicluri de refrigerare:

compresie sau Kelvin
de Stirling
absorbție sau Carre

Ciclul de refrigerare prin compresie de vapori este cel mai utilizat atât în frigiderele industriale, cât și în cele domestice, în care un compresor dinamic este utilizat pentru comprimarea fluidului frigorific , care, ca o consecință a creșterii presiunii, trece de la starea gazoasă la starea lichidă . Gazul este apoi extins, revenind la faza gazoasă prin evaporare. Ca urmare a expansiunii și a evaporării consecvente, gazul scade cantitatea de căldură necesară pentru a-și face tranziția de fază , căldura latentă de evaporare sau condensare.

Ciclul de refrigerare Stirling se caracterizează printr-o alternanță ciclică a fazelor de expansiune și compresie ale fluidului purtător de căldură , nu implică o modificare a stării fluidului și, prin urmare, nu este legată de anumite temperaturi de funcționare.

Ciclul de refrigerare prin absorbție este caracterizat de o eficiență mai mică, deoarece poate funcționa cu deșeuri termice industriale, dar nu necesită electricitate și este mai complex de implementat și o eficiență termică mai mică. Acesta exploatează căldura de dizolvare, deseori căldura reziduală și recuperarea căldurii din procese industriale sau cogenerare , aplicată pe un solvent într-un solvent , care este astfel concentrat ciclic și diluat din nou. Există două sisteme diferite: adsorbție (gaz-solid rar folosit și mai scump), absorbție (gaz-lichid mai utilizat adică cel descris mai sus).

Compoziția unui răcitor

O unitate frigorifică (de compresie) constă din mai multe mașini termice plasate lângă schimbătorul de căldură , utilizate pentru a furniza sau a scădea căldura în diferitele faze ale unui ciclu frigorific, și anume:

Niveluri de temperatură

Temperatura maximă de ieșire obținută prin utilizarea unui răcitor este de obicei de 20 ° C. Pentru a atinge temperaturi mai ridicate, se recomandă utilizarea unui schimbător de căldură intermediar. În cele din urmă, în cazul în care nivelul de temperatură al fluidului de ieșire depășește 35 °, este posibil să se utilizeze un răcitor uscat.

Temperaturile minime care pot fi obținute prin utilizarea unui răcitor, pe de altă parte, ajung la -30 ° C pentru sistemele standard cu un singur compresor. Pentru a coborî mai departe și a atinge niveluri de temperatură și mai scăzute, este în schimb necesar să folosiți mai multe compresoare în cascadă, caz în care avem de-a face cu sisteme foarte speciale.

Tipuri de refrigeratoare

În funcție de procesul de producție industrială și de fluidul de transfer de căldură utilizat în faza de condensare a fluidului frigorific , este posibil să le identificăm pe cele cu:

răcitorul răcit cu apă, condensarea gazului frigorific are loc prin utilizarea unui schimbător de căldură cu apă. răcitorul răcit cu aer, același proces de condensare a gazului frigorific este obținut în schimb prin utilizarea aerului: din acest motiv, acest tip de răcitor este în general mai zgomotos și mai consumator de energie, datorită suflantei și mișcării aerului prezent, dar pe de altă parte, are avantajul că nu necesită niciun consum de apă.

Eficiență termică

Unitatea frigorifică este o mașină termică care consumă cantități considerabile de energie electrică necesare pentru funcționarea compresorului . Eficiența unui răcitor de lichid, exprimată în KW sau în Kcal / h , depinde de cele două temperaturi între care funcționează fluidul frigorific : cea externă și cea a sistemului de răcit.

Proporțional cu variația acestor doi factori, consumul electric al compresorului variază în consecință, deoarece eficiența acestuia este strict dependentă de temperaturile de evaporare și condensare .

Pentru a da un exemplu, dacă temperatura necesară a fluidului de ieșire scade, eficiența termică a unității frigorifice scade în mod direct proporțional. cu alte cuvinte, disiparea unei cantități definite de căldură la o temperatură mai mare consumă mai puțin decât în cazul disipării aceleiași cantități de căldură la o temperatură mai mică. Exemplu: 100.000 Kcal / h de apă la 5 ° C costă mai mult de 100.000 Kcal / h de apă la 15 ° C. În condiții de temperatură ester scăzută (în anumite limite), acesta funcționează mai bine decât o instalație într-o zonă mai caldă.

Atunci când proiectați o unitate frigorifică, pentru aplicarea într-un proces specific de producție industrială , este, prin urmare, foarte important să definiți aceste limite în avans, pentru a dimensiona corect sistemul de răcire în condițiile efective de funcționare, pentru a optimiza eficiența frigorifică dorită. a sistemului de răcire .

Elemente conexe

Controlul autorității	LCCN (EN) sh85112278 · GND (DE) 4133762-1

Portalul chimiei

Portalul Termodinamicii