Post on 08-Aug-2015
transcript
Frigider casnic cu comprimare mecanica
UNIVERSITATEA TEHNICĂ „GH. ASACHI” IAŞIFACULTATEA DE MECANICĂ
SECŢIA MAŞINI ŞI ECHIPAMENTE TERMICE
FRIGIDER CASNIC CUCOMPRIMARE MECANICĂ
Conducãtor ştiinţific: ŞEF LUCRĂRI ING. MIHAI PRODAN Student: ADRIANA PATRAŞCU
IUNIE 2008
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica
Frigider casnic cu comprimare mecanica
CUPRINS
Memoriu justificativ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Tema proiectului.
CAPITOLUL 1. Introducerea în tehnica frigului artificial
1.1.Introducere……………………………………………8
1.2. Evoluţia frigiderelor casnice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
1.3. Importanţa social economică a tehnologiilor
frigorifice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
1.4. Elemente privind tehnica obţinerii
temperaturilor scăzute. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.4.1. Noţiuni introductive. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.2. Procedee de obţinere a frigului utilizate în
tehnica frigului. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
CAPITOLUL 2. Agenţi frigorifici. Uleiuri de ungere.
Substanţe anticongelante. Materiale izolante
2.1. Agenţi frigorifici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.1. Introducere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.2. Denumirea şi clasificarea freonilor. . . . . . . .31
2.1.3. Proprietăţi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.1.4. Agenţii frigorifici utilizaţi. . . . . . . . . . . . . . .43
2.1.5. Impactul freonilor asupra mediului. . . …….46
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 2
Frigider casnic cu comprimare mecanica
2.2. Materiale izolatoare……………………………….53
2.3. Uleiuri de ungere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
2.4. Substanţe anticongelante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
CAPITOLUL 3. Calculul termic al unei instalaţii frigorifice cu
comprimare mecanică de vapori într-o treaptă
3.1. Calculul termic al instalaţiei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.1.1. Calculul termic al instalaţiei cu R 134a. . . .62
3.1.2. Calculul termic al instalaţiei cu R 12. . . . . .67
3.2. Studiul exergetic al ciclului teoretic. . . . . . . . . . . . .71
3.2.1. Calculul exergetic cu R134a. . . . . . . . . . . . 71
3.2.2. Calculul exergetic cu R12….. . . . . . . . . . . .71
CAPITOLUL 4. Compresoare frigorifice
4.1. Compresoare cu piston . . . . . . . . . . . . ……………74
4.2. Calculul termic al compresorului cu piston
4.2.1.Calculul termic al compresorului cu
R134a……………………………….85
4.2.2. Calculul termic al compresorului
cu R12………………………………88
4.2.3. Alegerea compresorului. . . . . . . . . . 90
CAPITOLUL 5. Construcţia şi funcţionarea motocompresoarelor
ermetice
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 3
Frigider casnic cu comprimare mecanica
5.1. Generalităţi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.2. Electromotorul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
5.2.1. Electromotorul asincron monofazat . . . . . . .99
5.2.2. Electromotorul cu înfăşurare auxiliară
de pornire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2.3. Electromotorul cu condensator de pornire .105
5.2.4. Electromotorul cu condensator de pornire şi
condensator de funcţionare . . . . . . . . . . . . 106
5.2.5 Electromotorul cu condensator permanent .108
CAPITOLUL 6. Alegerea schimbătoarelor de căldură
6.1. Vaporizatorul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
6.1.1. Generalităţi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
6.1.2. Alegerea vaporizatorului . . . . . . . . . . . . . .111
6.2. Condensatorul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
6.2.1. Generalităţi . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .114
6.2.2. Alegerea condensatorului . . . . . . . . . . . . 114
CAPITOLUL 7. Reglajul şi automatizarea proceselor frigorifice
7.1. Noţiuni generale . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .120
7.2. Reglajul puterii frigorifice a compresoarelor cu piston.
7.2.1. Metode de reglaj în trepte(discontinuu) . .121
7.2.1.1. Reglajul prin pornirea şi
oprirea repetată a compresorului .121
7.2.1.2. Reglajul prin mărirea spaţiului mort . .
7.2.1.3. Reglajul prin variaţia vitezei . . . .122
7.2.1.4. Reglajul prin mers în gol . . . . . . .123
7.2.2. Metode de reglaj continuu . . . . . . . . . . . . 123
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 4
Frigider casnic cu comprimare mecanica
7.2.2.1 Reglajul prin închiderea întârziată
a supapelor de aspiraţie . . . . . . . . . 123
7.2.2.2. Reglajul prin laminarea
vaporilor aspiraţi . . . . . . . . . . . . . .123
7.2.2.3. Reglajul prin conductă de by-pass 124
7.3. Releul de pornire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.3.1. Releul de pornire…………………...126
7.3.2. Releul de current……………………127
7.3.3. Releul de tensiune…………………..128
7.4. Releul de protecţie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
7.5. Termostatul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
7.6. Schema electrică a frigiderului casnic. . . . . . . . . . .131
CAPITOLUL 8. Defecţiunile şi cauzele producerii lor la frigiderele
casnice
8.1. Indicatori de funcţionare normală
a agregatului frigorific . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
8.2. Defecţiuni şi cauzele producerii lor . . . . . . . . . . . .140
BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 5
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Memoriu Justificativ
Tehnologiile de fabricare a instalaţiilor frigorifice de refrigerare şi
conservare a produselor alimentare a luat o mare amploare. Scopul major al
utilizării instalaţiilor frigorifice de refrigerare şi conservare a produselor
alimentare este de a dezvolta şi perfecţiona toate verigile lanţului frigorific
în aşa fel încât, prin acesta, să se contribuie în cât mai mare măsură la
satisfacerea necesităţilor de alimentaţie raţională şi diversificată a populaţiei,
la creşterea gradului de bunăstare şi civilizaţie.
Modernizarea tehnologilor de utilizare a frigului artificial în
refrigerarea şi conservarea produselor alimentare impun, pe de o parte
perfecţionarea sistemelor frigorifice, îmbogăţirea concepţiei şi
performanţelor maşinilor şi aparatelor din cadrul acestora.
Lucrarea de faţă prezintă proiectarea unui frigider casnic cu comprimare
mecanică de vapori. Lucrarea este structurată în opt capitole.
Capitolul unu tratează bazele obţineri frigului artificial, evoluţia
frigiderelor casnice, importanţa social economică.
Capitolul doi prezintă generalităţi despre agenţii frigorifici şi
materiale izolatoare, expunându-se proprietăţile agenţilor frigorifici,
făcându-se o comparaţie între mai mulţi agenţi şi problematica influenţei lor
asupra mediului.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 6
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Capitolul trei tratează despre calculul termic al unei instalaţii
frigorifice cu comprimare mecanică de vapori, calculul termic şi calculul
exergiei pentru instalaţiile care folosesc agentul frigorific R 12 şi R 134a.
Capitolul patru prezintă câteva generalităţi despre compresoarele
frigorifice, uleiuri pentru compresoare şi calculul termic pentru agenţii
frigorifici R 12 şi R 134a, şi alegerea compresorului.
Capitolul cinci prezintă construcţia şi funcţionarea
motocompresoarelor ermetice.
Capitolul şase prezintă modul de alegere al schimbătoarelor de
căldură, diferite tipuri de vaporizatoare şi condensatoare.
Capitolul şapte prezintă câteva date tehnice privind reglajul şi
automatizarea proceselor frigorifice, releu de pornire, releu de protecţie şi
schema electrică.
Ultimul capitolul tratează indicatori de exploatare a frigiderelor şi
congelatoarelor casnice, indicatori de funcţionare normală a agregatului
frigorific, defecţiunile şi cauzele producerii lor.
Prin natura ei, lucrarea face legătura între specialitatea de
frigotehnist şi beneficiarii frigului artificial.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 7
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Capitolul I
Introducere în tehnica obţinerii
frigului artificial
1.1 Introducere
Analiza unei ţări din punct de vedere tehnico-economic se poate
face şi după nivelul de dezvoltare a industrei frigului. Această industrie este
la fel de importanta ca industria energetică, cele două sectoare aflându-se
într-o „simbioză”, mai exact nu se poate concepe producerea frigului
artificial fără energie electrică, iar în ultimul timp frigul artificial ajută la
apariţia unor fenomene ce pot revoluţiona producţia şi transportul energiei
electrice.
Energia electrică s-a aflat încă de la începuturile frigotehniei
moderne la originea proceselor din majoritatea sistemelor frigorifice.
Se poate afirma că tehnologiile frigorifice au jucat şi vor juca un rol
esenţial, crearea unor condiţii din ce în ce mai bune vieţii generaţiilor actuale
şi viitoare.
Un corp ce are temperatura mai ridicată decât al mediului ce-l
înconjoară, fie el lichid sau gazos, se va răci pe cale naturală până la o
temperatură de echilibru. Răcirea unui corp sub temperatura ambiantă, se
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 8
Frigider casnic cu comprimare mecanica
poate realiza numai printr-un aport de energie din exterior (de obicei energie
electrică), aceasta realizându-se numai într-un sistem frigorific. Acest lucru
se poate observa în figura 1.1.
Fig.1.1 Aport de energie din exterior într-un sistem frigorific.
În care:
Qo - căldura preluată de la sursa rece;
Qc - căldura cedată la sursa caldă;
W - energia consumată de sistem pentru transferal căldurii.
Ecuaţia de bilanţ termic are următoarea formă :
Qo+W=Qc
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 9
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Pentru răcirea artificială a corpurilor se întrebuinţează maşini sau
instalaţii speciale. Maşinile folosite pentru preluarea căldurii de la corpurile
supuse răcirii, pe care o transmit mediului înconjurător mai cald, se numesc
maşini frigorifice.
În construcţia frigiderelor casnice se folosesc maşini frigorifice cu
vapori deoarece procesul de răcire a oricărui obiect se realizează datorită
fierberii (vaporizării) unor lichide speciale, numite agenţi de lucru sau agenţi
frigorifici, care circulă într-un sistem închis.
Sistemele frigorifice se clasifică astfel:
I) După natura energiei consumate:
a) energie mecanică – sisteme frigorifice cu comprimare
mecanică;
b) energie termică;
c) energie electrică.
Sistemele frigorifice care consumă energie mecanică se pot
clasifica după natura fluidului de lucru astfel:
a) sisteme frigorifice cu comprimare mecanică de gaze – la care
agentul de lucru rămâne tot timpul în faza gazoasă pe parcursul desfăşurării
ciclului
1) sisteme frigorifice cu comprimare mecanică de vapori – la care
au loc schimbari de fază L V (lichid – vapori)
b) sistemele frigorifice consumatoare de energie termică pot fi:
1) cu comprimare termocinetică (cu ejecţie);
2) cu comprimare termochimică (cu absorbţie):
- absorbţie;
- adsorbţie;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 10
Frigider casnic cu comprimare mecanica
- ambele metode sunt valabile în cazul vaporilor.
II) După poziţia temperaturii ambiante:
a) instalaţii frigorifice – unde temperatura mediului ambiant este mai
mică decât temperatura de condensare ;
b) pompe de căldură – unde temperatura mediului ambiant este mai
mică decât temperatura de vaporizare ;
c) termofrigopompe.
Performanţele frigorifice a unui sistem frigorific se notează cu
COP ( coeficient de performanţă) şi se defineşte astfel pentru cele 3 cazuri:
a) se notează cu – se numeşte eficienţă frigorifică;
b) se notează cu – se numeşte eficienţă termică;
c) se utilizează ambii indicatori.
III) După valorile temperaturii de vaporizare :
a) – pompe de caldură;
b) – domeniul climatizării;
c) – domeniul frigului moderat;
d) .
Pentru conservarea şi păstrarea alimentelor se vor folosi instalaţiile
frigorifice având cu comprimare mecanică de vapori, situate în
domeniul frigului moderat.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 11
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig. 1.2. Randamentul exergetic pentru diferite cicluri
În figura 1.2. este prezentat randamentul exergetic ηE =ηE(To)
pentru diferite cicluri frigorifice şi criogenice.
1 – ciclu frigorific cu comprimare de vapori;
2 – ciclu criogenic cu laminare;
3 – ciclu criogenic cu detentor;
4 – ciclu criogenic Stirling într-o treaptă.
Din figura 1.2. se poate observa că ηE are valoarea cea mai ridicată
în cazul instalaţiilor cu comprimare de vapori, de astfel acestea sunt cel mai
des întâlnite în practică.
Maşina frigorifică cu comprimare mecanică de vapori este
compusă din compresorul – C acţionat de electromotor, vaporiatorul – V,
condensatorul – Cd şi ventilul de laminar –VL. Toate aceste componente
sunt racordate între ele printr-un sistem închis de conducte, racordate
ermetic, încărcate cu agent frigorific.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 12
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig. 1.3 Principiul de funcţionare al maşinii frigorifice
Prin pornirea compresorului, vaporii agentului frigorific din
vaporizator intră prin conducta de aspiraţie în cilindru, unde sunt comprimaţi
şi sunt refulaţi sub presiune prin conducta de refulare în condensator. În
condensator vaporii de agent frigorific sub presiune ridicată cedează căldura
mediului înconjurător (apa, aer), condensându-se sub formă de lichid.
Agentul frigorific sub formă de lichid şi vapori intră în vaporizator, prin
ventilul de reglaj, unde fierbe la presiune scăzută, preluând căldura de la
mediul de lucru. Vaporii formaţi în vaporizator sunt aspiraţi de compresor,
comprimaţi în cilindru, şi refulaţi în condensator sub presiunea de
condensare.
1.2. Evolutia frigiderelor casnice
Primul frigider casnic a fost inventat de către un inginer francez,
Abbe Marcel Audiffren, în anul 1894. Inventat în Franţa, el a fost fabricat
totuşi în SUA de către societatea Audiffren Refregerating Machine Co. din
New York între anii 1911-1928. Folosea ca agent de lucru dioxidul de sulf
(R-764) şi a fost primul frigider echipat cu compresor ermetic.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 13
Frigider casnic cu comprimare mecanica
General Electric a început fabricarea unităţii de refrigerare
Dumbbel în anul 1910 în cadrul fabricii sale din Ford Wayne Works sub
licenţa lui Johns Manville. Această unitate e folosită, în general, pentru
răcirea laptelui.
Clark Orr, inginer şef la General Electric, a dezvoltat personal
prima unitate de refrigerare ermetică pentru uz casnic sub denumirea de
OC2. OC2 folosea un compresor cu cilindru oscilant de la Audiffren iar ca
agent utiliza dioxidul de sulf. Turaţia compresorului era în jur de 1750
rot/min şi lucra într-o atmosferă de dioxid de sulf.
Christian Steenstrup alături de Walter Timmermen au dezvoltat
aşa numitul DR (Domestic Refrigerator), prima unitate numindu-se Monitor
Top. Compresorul acestei unităţi avea o putere de 130 W şi lucra într-o
atmosferă de dioxid de sulf. Varianta DR3 dezvolta o putere de 176 W.
Această unitate era prevăzută cu un singur vaporizator care nu ofera un
randament corespunzător încercându-se fabricarea lui chiar din porţelan.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 14
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Cele mai bune frigidere ale anilor 30’ au fost cele din seria CK.
Ele folosesc ca agent frigorific freonul R12 care înlocuia cu succes dioxidul
de sulf considerat periculos pentru om datorită iritaţiei ochilor şi a mirosului
dezagreabil.
Vaporizatorul acestui frigider este realizat din tablă de oţel.
Consumul de energie electrică al acestei unităţi era extrem de mic, el fiind în
jur de 20 KW. La ora actuală se observă o tendinţă de automatizare a
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 15
Frigider casnic cu comprimare mecanica
frigiderelor şi congelatoarelor casnice, ajungându-se aproape la un control
total al funcţionării.
Datorită electronicii, au apărut noi dispozitive de automatizare
care au dus la apariţia decongelării automate, afişarea digitală a temperaturii
din fiecare compartiment al frigiderului, reglarea turaţiei de funcţionare a
motocompresorului, etc. De actualitate sunt frigiderele ce folosesc
motocompresoare, deoarece au un randament şi o durată de funcţionare
ridicată, renunţându-se în schimb la construcţia celor cu absorbţie.
Modelele constructive de frigidere sunt numeroase, dar în
principal se evidenţiază 3 tipuri:
– cu un singur compartiment – folosesc la răcirea alimentelor,
denumite şi răcitoare;
– cu două compartimente – unul folosit la răcirea alimentelor şi
celălalt compartiment pentru congelare, denumite frigidere;
– cu unul sau mai multe compartimente – folosite la congelarea
alimentelor numite şi congelatoare;
O soluţie modernă şi convenabilă o constituie amplasarea
motocompresorului în partea de jos şi în spatele lăzii frigorifice. Frigiderele
modrene au camera interioară executată din tabla de aluminiu, iar stratul de
izolaţie realizându-se prin injecţie de poliuretan rigid, această spumă
umplând tot volumul aflat între carcasa exterioară şi camera interioară.
Unul din cele mai performante frigidere fabricate în România la ora
actuală este frigiderul KNF–30, produs de firma Arctic Găeşti.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 16
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Frigiderele se clasifică astfel:
1. După forma şi locul de amplasare:
– frigidere de pardoseală;
– frigidere tip măsuţă;
– frigidere cu masă de bucătărie;
– combine de tip frigider servantă;
– frigidere de perete;
– frigidere înzidite în perete.
Cele mai întâlnite sunt frigiderele sub forma unor dulapuri verticale
sau orizontale.
2. După mediul ambiant:
– normale – se găsesc în zonele cu climat moderat unde temperatura
mediului ambiant este în jur de 32°C;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 17
Frigider casnic cu comprimare mecanica
– tropicale – se întâlnesc în zone tropicale unde temperatura ambiantă
este în jur de 43°C.
3. După modul de circulaţie a aerului;
– cu circulaţie naturală;
– cu circulaţie forţată;
– cu circulaţie mixtă.
În Japonia sunt mai numeroase cele cu circulaţie mixtă. La ora
actuală accentul se pune pe sistemele frigorifice casnice prevăzute cu
sisteme de decongelare automată (no frost), la care decongelarea şi
eliminarea apei se face automat, mai exact apa acumulată în timpul
procesului de decongelare se scurge printr-o ţeavă care face corp comun cu
suprafaţa capsulei motocompresorului. Căldura acestuia va duce la
evaporarea apei asfel intervenţia omului nu este necesară.
O alta soluţie modernă este realizarea camerii interioare din
polistiren dur cu o grosime de 4–6 mm, acesta fiind introdus prin încălzirea
şi presare sau direct din granule de polistiren. La frigiderele moderne
raportul dintre înalţime şi lăţime se situează între valorile 1,8...2,3, mai exact
un frigider de pardoseală nu trebuie să aibă o lăţime mai mare de 600 mm şi
o înălţime mai mare de 1.750 mm. Nivelul zgomotului la frigiderele
moderne se situează între 25...35 db.
Frigiderele actuale se construiesc cu un volum interior cuprins
între 40...50 litri.
1.3. Importanţa social – economică a tehnologiei frigului
În cadrul industriei alimentare, tehnica şi tehnologia frigului au un
rol esenţial, comparabil ca importanţă şi semnificaţie cu cel al energiei
electrice pentru ramurile industriale ale economiei naţionale. Pe toate
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 18
Frigider casnic cu comprimare mecanica
verigile lanţului dintre producerea şi consumul bunurilor alimentare, frigul
artificial constituie un factor major, determinant în conservarea şi
prelucrarea materiilor prime alimentare.
Se poate afirma că tehnologiile frigorifice au jucat şi vor juca un rol
esenţial crearea unor condiţii din ce în ce mai bune vieţii generaţiilor actuale
şi viitoare.
Deoarece creşterea demografică este continuă, avându-se în vedere
creşterea populaţiei urbane în detrimentul celei rurale, problemele energiei,
producerii alimentelor şi a distribuţiei acestora către consumatori, reprezintă
probleme actuale de mare însemnătate şi cu adânci implicaţii in viaţa
economică şi socială.
Rezolvarea acestor probleme implică pe de o parte creşterea
producţiei agricole, iar pe de altă parte asigurarea unui lanţ frigorific cât mai
perfecţionat care să asigure conservarea şi distribuţia materiilor prime şi a
produselor alimentare cu minimum de pierderi. Se poate afirma că, în
economia mondială pe lângă preocupările privind modernizarea agriculturii,
atragerea în circuitul agricol de noi suprafeţe, intensificarea producţiei
agricole prin realizarea de sisteme complexe de irigaţii şi utilizarea mai
substanţială a resurselor de proteine din oceane, există şi preocupări de mare
amploare privind conservarea pe perioada de timp dintre producţie şi
consum a produselor alimentare.
Laturile fundamentale ale rolului pe care îl au tehnologiile
frigorifice pentru industria alimentară sunt:
asigurarea condiţiilor optime de conservare şi distribuţie a
bunurilor alimentare perisabile cu minimum de pierderi din valoarea lor
nutritivă;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 19
Frigider casnic cu comprimare mecanica
asigurarea distribuţiei în timp şi spaţiu a materiilor prime
alimentare şi a bunurilor alimentare existente sau produse în anumite arii
geografice şi în anumite perioade de timp ale anului;
păstrarea în cel mai înalt grad a caracteristicilor calitative şi în
special a celor nutritive ale materiilor prime şi ale produselor;
asigurarea condiţiilor optime de microclimat pentru
desfăşurarea unor procese biochimice la temperaturi scăzute (procese de
fermentare, de maturare, etc.) sau pentru obţinerea unor produse cu
consistenţă mărită (la fabricarea unturii, a îngheţatei ş. a.);
economia substanţială a resurselor care, prin prelucrarea prin
frig asigură cele mai reduse consumuri de materii prime ;
reducerea consumurilor specifice de energie, având în vedere
că tehnologiile frigorifice sunt mai avantajoase din punct de vedere energetic
in raport cu alte tehnologii alimentare;
asigurarea calităţii produselor alimentare şi diversificarea gamei
şi a sortimentajului acestora.
Cele mai multe produse sunt perisabile şi nu pot fi păstrate pentru
orice perioadă importantă de timp fără pierderi substanţiale, atât cantitative
cât şi calitative.
Procesele care determină deteriorarea calităţii sunt, în special,
activitatea microbiologică, reacţiile chimico-biologice şi reacţii fizice. În
scopul creşterii duratei de păstrare, aceste reacţii pot fi încetinite prin:
– scăderea temperaturii (refrigerare şi congelare);
– reducerea conţinutului de apă al produsului (uscare,
congelare, metode chimice de conservare);
– inactivarea microorganismelor şi sistemelor biochimice
(pasteurizare, sterilizare).
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 20
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Pentru a releva locul, importanţa şi perspectivele de dezvoltare ale
tehnologiilor frigorifice în raport cu celelalte tehnologii de conservare pentru
produsele alimentare, se vor analiza pe scurt câţiva factori importanţi :
consumul de energie;
sfera de aplicabilitate;
efectele proceselor tehnologice şi depozitării
produselor asupra valorii nutriţionale şi proprietăţilor organoleptice;
modificările ce pot surveni în timpul depozitării.
Atât timp cât criza energetică mondială va persista este necesar şi
oportun să se facă, încă de la începutul lucrării, precizarea că tehnologiile
frigorifice prezintă un consum specific de energie mai scăzut în raport cu
celelalte tehnologii.
Din punct de vedere al domeniului de aplicabilitate, congelarea şi
depozitarea în stare congelată a produselor alimentare sunt net avantajoase
în raport cu celelalte metode de conservare, acestea din urmă având fiecare
în parte, domenii mult mai înguste de aplicabilitate. Durata posibilă de
depozitare a produselor congelate poate fi de 18 luni sau chiar de 24 luni la
temperaturi ale aerului de 25 oC…-30oC. În această perioadă de timp
calitatea produselor este garantată în fiecare moment al acestei depozitări
dacă sunt respectate condiţiile tehnologice necesare. Pentru produsele
conservate prin procedee nefrigorifice, durata maximă de depozitare este de
cca. 12 luni la o temperatură de depozitare de 20oC … 25oC. La temperaturi
mai ridicate de depozitare, durata admisibilă de depozitare se reduce pentru
marea majoritate a produselor cu 25% … 50%.
În general, la produsele uscate, afumate sau conservate prin sărare,
reacţiile chimice limitează durata accesibilă de depozitare.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 21
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Din punct de vedere al modificărilor proprietăţilor organoleptice,
cele mai bune rezultate le dau metodele de conservare prin frig în
comparaţie cu celelalte metode de condensare.
Valoarea nutritivă a produselor alimentare (care se reflectă în
cantităţile de proteine, calciu, fier, vitamine şi aport caloric) este afectată
este afectată relativ puţin sau deloc în urma aplicării tehnologiilor frigorifice
de conservare. Proteinele, în mod normal, nu au de suferit în procesele de
conservare decât în cazul unor procese incorect conduse sau a unor
depozitări necorespunzătoare. Pierderile în hidraţi de carbon sau săruri
minerale sunt practic neglijabile la aplicarea proceselor tehnologice de
conservare prin frig.
Se poate afirma că din toate punctele de vedre considerate,
conservarea produselor alimentare prin aplicarea de tehnologii frigorifice
oferă cele mai bune rezultate. În consecinţă, tehnologiile frigorifice nu
numai că îşi vor păstra importanţa economică şi socială în cadrul industriei
alimentare şi a economiei naţionale ci îşi vor mări atât ponderea calitativă
cât şi ponderea cantitativă.
1.4. Elemente privind tehnica obţinerii temperaturilor scăzute.
1.4.1. Noţiuni introductive
Pentru o cât mai corectă dirijare şi supraveghere a proceselor de
răcire din cadrul tehnologiilor frigorifice ne sunt necesare cunoştinţe legate
de modul de producere a temperaturilor scăzute.
Cunoaşterea de către inginerul frigotehnist a elementelor de tehnica
producerii frigului este cu atât mai necesară cu cât între procesul de răcire a
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 22
Frigider casnic cu comprimare mecanica
unui produs şi instalaţia frigorifică care deserveşte acest proces, există o
strânsă interdependenţă.
Tehnica frigului operează cu o serie de noţiuni de termodinamică,
transmitere a căldurii şi de curgerea fluidelor, noţiuni definite succint în cele
ce urmează.
Temperatura exprimă gradul de încălzire a unui corp fiind rezultatul
agitaţiei moleculelor acestuia. Dacă t este temperatura exprimată în grade
Celsius, iar T temperatura exprimată în grade Kelvin, atunci există relaţia:
Presiunea p este rezultatul loviturilor moleculelor unui fluid asupra
pereţilor recipientului în care se află sau asupra suprafeţelor oricărui corp cu
care fluidul vine în contact direct.
Volumul specific v reprezintă volumul unităţii de masă. Deoarece
temperatura, presiunea şi volumul specific pot determina starea fizică a unui
fluid, aceste mărimi poartă denumirea de parametri de stare sau un proces
termodinamic.
Stările sub care se poate prezenta o substanţă din punct de vedere al
rezistenţei la deformare prin forţe exterioare definesc stările de agregare. În
natură există trei stări fundamentale de agregare : solidă, lichidă şi gazoasă,
fiecare dintre acestea reprezentând o fază. Trecerea unei substanţe dintr-o
stare de agregare în alta reprezintă o transformare de fază. Ca schimbări de
fază există topirea (solid-lichid), solidificarea (lichid-solid), vaporizarea
(lichid-vapori), condensarea (vapori-lichid) şi desublimarea (vapori-solid).
Toate transformările de fază ale substanţelor pure se produc la temperatură
constantă dacă presiunea rămâne constantă. Valorile temperaturii şi presiunii
la care are loc schimbarea de stare definesc aşa numita stare de saturaţie.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 23
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Dacă nu intervine o schimbare de fază, cantitatea de căldură Q
schimbată de un corp este proporţională cu masa m a corpului, cu variaţia
T a temperaturii acestuia şi depinde de natura corpului:
în care: căldura specifică c reprezintă cantitatea de căldură necesară corpului
pentru a-şi modifica temperatura unităţii de masă cu un grad Kelvin. Dacă
schimbul de căldură se face la presiune constantă, căldura specifică se
notează cu cp şi se numeşte căldură specifică la presiune constantă.
Produsul se numeşte capacitate calorică şi reprezintă
cantitatea de căldura cedată sau primita de un corp cu masa m pentru a-şi
modifica temperatura cu un grad Kelvin.
Deoarece efectul căldurii primite de corp se manifestă prin creşterea
temperaturii (în cazul în care nu se produce schimbare de fază) această
căldură se numeşte căldură sensibilă. Atunci când prin absorbţia sau cedarea
căldurii de către un corp nu se produce o variaţie a temperaturii sale şi are
loc o schimbare de fază, căldura se numeşte căldură latentă. Astfel, căldura
necesară vaporizării unei mase de lichid se numeşte căldură latentă de
vaporizare. Există similar căldură latentă de condensare, de sublimare, de
topire, de solidificare, de desublimare.
Pentru transformările care au loc la presiune constată, cantităţile de
căldură atât sensibile cât şi latente, pot fi exprimate prin variaţia unei mărimi
denumită, în termodinamică, entalpie. În acest caz relaţia care exprimă
cantitatea de căldură schimbată de corp devine:
în care: ΔI reprezintă variaţia entalpiei corpului ca urmare a schimbului de
căldură. Entalpia specifică se notează cu i şi reprezintă entalpia unităţii de
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 24
Frigider casnic cu comprimare mecanica
masă, constituind un parametru de stare cu o deosebită importanţă pentru
tehnica frigului.
Parametrii de stare ai fluidelor reale folosite în tehnica frigului au
fost măsuraţi şi calculaţi, rezultatele trecându-se în tabele sau reprezentându-
se în diagrame de stare denumite şi diagrame de vapori. Pentru fiecare fluid
real se poate trasa câte o diagramă de stare în diverse coordonate: presiune-
entalpie (log p - i), temperatură-entropie (T-s), entalpie - entropie (i-s), etc.
Diagrama presiune-entalpie, larg utilizată, are reprezentate în abscisă
entalpii specifice i în kJ/kg, iar în ordonată presiuni în bar. Diagrama (fig.
1.4) cuprinde curba de saturaţie corespunzătoare schimbării de fază lichid-
vapori şi respectiv vapori-lichid. Curba de saturaţie împreună cu izoterma
care trece prin punctul critic, K, împarte câmpul diagramei în mai multe
zone:
– zona de lichid I situată în stânga curbei de saturaţie până în punctul
critic şi sub zona critică;
– zona de vapori supraîncălziţi II situată în dreapta curbei de saturaţie
până în punctul K şi sub izoterma critică;
– zona de vapori umezi III situată în interiorul curbei de saturaţie şi
denumită astfel deoarece aici există în echilibru cele două faze, lichid şi
vapori;
– zona de stare gazoasă IV situată deasupra izotermei critice.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 25
Frigider casnic cu comprimare mecanica
a) b)
Fig.1.4Diagramele temperatura – entropiei şi presiune – entalpie
Diagramele de stare au o mare importanţă in tehnica frigului
deoarece pe ele se pot trasa diverse transformări de fază care intervin în
procesele ciclice din instalaţiile frigorifice făcând astfel posibil studiul
acestora.
1.4.2. Procedee de obţinere a frigului utilizate în tehnologiile
frigorifice
Procesele care stau la baza producerii temperaturilor scăzute pot fi
împărţite în două mari categorii: procese cu agent frigorific şi procese fără
agent frigorific. Acestea din urmă utilizează fenomene termoelectrice,
termomagnetice sau termomagnetoelectrice şi neinteresându-ne nu le vom
trata în lucrare.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 26
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Procesele cu agent frigorific pot fi în circuit deschis (prin utilizarea
gheţii şi a amestecurilor refrigerate, prin evaporarea apei sau a altor lichide
şi prin vaporizarea unor lichide la saturaţie) şi în circuit închis sau în ciclu
(prin vaporizarea unor lichide la saturaţie în instalaţii cu comprimare
mecanică de vapori, în instalaţii cu absorbţie, în instalaţii cu ejectoare).
Producerea temperaturilor scăzute prin utilizarea gheţii şi a
amestecurilor refrigerate. Gheaţa hidrică şi uscată (bioxid de carbon solid)
produc temperaturi scăzute prin absorbţia căldurii latente de topire respectiv
de sublimare. Temperatura de topire a gheţii hidrice este de 0oC, iar a gheţii
uscate de –78,9oC (ambele la presiune atmosferică). Căldura latentă de topire
a gheţii hidrice este de 80 kcal/kg (335 kJ/kg), iar a gheţii uscate este de 137
kcal/kg (573,4 kJ/kg).
La concentraţii eutectice, soluţiile apoase ale sărurilor se solidifică
în masă la temperaturi sub 0oC specifică pentru fiecare categorie de săruri.
Amestecurile eutectice sunt supuse congelării în vase etanşe numite zeritoare
şi în această stare de gheaţă eutectică sunt utilizate ca surse de frig, la răcirea
vagoanelor şi autodubelor de transport al produselor alimentare, la răcirea
containerelor izolate termic ş.a.
O condiţie esenţială la obţinerea unor rezultate bune la răcirea
produselor cu gheaţă eutectică este asigurarea unei suprafeţe cât mai mari de
transfer de căldură între agentul de răcire şi produse.
Producerea temperaturilor scăzute prin evaporare în sistem
deschis. În condiţionarea aerului se utilizează, în unele cazuri, procedeul de
răcire prin evaporarea apei. În acest caz, intensitatea procesului de răcire este
determinată de mărimea suprafeţei de contact dintre apa care se evaporă şi
aerul care se răceşte şi se umidifică precum şi de viteza aerului.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 27
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Producerea temperaturilor scăzute prin vaporizarea unor lichide la
saturaţie în sistem deschis. La presiunea atmosferică, unele gaze lichefiate
vaporizează la temperaturi de fierbere scăzute şi cu o căldură latentă de
vaporizare apreciabilă.
Astfel, la presiunea atmosferică azotul lichid vaporizează la -196 oC
şi are căldura latentă de vaporizare de 46 kcal/kg (192,5 kJ/kg) iar freonul
R12 vaporizează la -30,5oC şi are căldura latentă de vaporizare de 32,5
kcal/kg (136 kJ/kg).
Azotul lichid, bioxidul de carbon lichid şi unii freoni lichizi sunt
utilizaţi ca agenţi de răcire în sistem deschis la congelarea unor produse
alimentare prin imersie sau stropire, la răcirea containerelor, a vagoanelor,
autodubelor.
Producerea temperaturilor scăzute în instalaţii cu comprimare
mecanică de vapori. Fenomenul fizic care stă la baza procedeului de
realizare a temperaturilor scăzute în instalaţiile cu comprimare mecanică de
vapori poate fi explicat după cum urmează.
Dacă un lichid aflat în stare de saturaţie se află într-un recipient
închis şi etanş faţă de exteriorul său şi din exterior curge peste pereţii
recipientului un fluid cu o temperatură mai mare decât cea a lichidului
interior, atunci în mod natural vor exista următoarele fenomene şi tendinţe :
transfer de căldură de la fluidul exterior către lichidul interior
cu scăderea temperaturii primului;
vaporizarea lichidului interior cu preluarea căldurii latente
necesare vaporizării de la fluidul exterior, cu formare de vapori;
tendinţa de creştere a presiunii în interiorul recipientului şi
implicit a temperaturii amestecului bifazic lichid-vapori până la egalizarea
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 28
Frigider casnic cu comprimare mecanica
temperaturii interioare cu cea exterioară, moment în care încetează transferul
de căldură.
Dacă printr-o metodă oarecare se asigură în interiorul recipientului
o presiune constantă în timpul transferului de căldură cu fluidul exterior,
atunci temperatura fluidului interior va rămâne constantă tot timpul
procesului până la totala vaporizare a lichidului. În instalaţiile frigorifice
presiunea în recipient (denumit vaporizator) este menţinută constantă prin
aspiraţia continuă a vaporilor din lichidul interior (denumit agent frigorific),
de către compresor. Pentru ca fenomenul descris mai sus să se poată repeta
ciclic, vaporii formaţi în vaporizator şi aspiraţi de compresor sunt trimişi
într-un schimbător de căldură (denumit condensator) răcit din exterior,
făcând posibilă condensarea lor, iar în continuare, lichidul format, de
presiune înaltă, este trecut printr-un robinet şi destins (laminat) în
vaporizator de unde procesul începe iar să se producă ca mai înainte.
Deoarece compresorul este componentul de bază din cadrul
instalaţiei (asigură realizarea condiţiilor de producere a proceselor descrise
mai sus), aceste instalaţii se numesc cu comprimare mecanică de vapori.
Compresorul aspiră vaporii de agent aflaţi la presiunea scăzută din
vaporizator şi-i comprimă până la presiunea ridicată din condensator,
consumând pentru aceasta o anumită cantitate de energie. În condensator,
vaporii sunt condensaţi cedând căldura lor latentă de condensare agentului
de răcire al condensatorului. Agentul lichid de presiune înaltă trece prin
robinetul de laminare (denumit robinet de reglaj) destinzându-se până la
presiunea scăzută din vaporizator. Aici, pe baza căldurii preluate de la
obiectul răcit, agentul frigorific se vaporizează, vaporii formaţi fiind aspiraţi
în continuare de compresor, ciclul repetându-se.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 29
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Producerea temperaturilor scăzute în instalaţii cu absorbţie (cu
comprimare termochimică). Procedeul de realizare a temperaturilor scăzute
utilizat în instalaţiile cu absorbţie are la bază acelaşi fenomen fizic (de
vaporizare la saturaţie) ca şi în cazul instalaţiilor cu comprimare mecanică
de vapori.
Aspiraţia vaporilor formaţi în vaporizator nu se mai realizează pe
cale mecanică, ci pe cale termochimică ce are la bază proprietăţile unor
lichide de a absorbi vaporii altor substanţe (agenţi frigorifici) formând o
soluţie binară omogenă.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 30
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Capitolul al II-lea
Agenţi frigorifici. Uleiuri de ungere.
Substante anticongelante. Materiale
izolante.
2.1. Agenţi frigorifici
2.1.1. Introducere
Agenţii termodinamici de lucru din instalaţiile frigorifice, preiau
căldură prin vaporizare şi cedează căldură prin condensare, la temperaturi
scăzute sau apropiate de ale mediului ambiant, deci trebuie să aibă unele
proprietăţi particulare, care îi deosebesc de agenţii termodinamici din alte
tipuri de instalaţii. Din acest motiv poartă şi denumirea de agenţi frigorifici.
2.1.2. Denumirea şi clasificarea freonilor
Istoricul fluidelor frigorifice începe în anul 1834, când americanul
Jacob Perkins brevetează o maşină frigorifică funcţionând prin comprimare
mecanică de vapori, utilizând ca agent frigorific oxidul de etil. Utilizarea
unei asemenea maşini s-a dovedit rapid limitată de nivelul ridicat de
inflamabilitate al acestui agent.
În 1876 Carl von Linde, datorită utilizării amoniacului ca agent
frigorific, permite adevărata dezvoltare a instalaţiilor frigorifice prin
comprimare mecanică de vapori.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 31
Frigider casnic cu comprimare mecanica
În 1880, introducerea unui nou agent frigorific, anhidrida
carbonică, reprezintă începutul utilizării instalaţiilor frigorifice pentru
îmbarcarea la bordul navelor a produselor alimentare.
În 1920, prin utilizarea anhidridei sulfuroase şi a clorurii de metil,
apar primele maşini frigorifice de uz casnic sau comercial.
Începând din 1930, apar primele hidrocarburi fluorurate şi
clorurate (CFC). Datorită caracteristicilor foarte interesante din punct de
vedere termodinamic şi datorită marii lor stabilităţi atât termice cât şi
chimice, utilizarea acestora va aduce o ameliorare considerabilă atât a
fiabilităţii cât şi a siguranţei în funcţionare a instalaţiilor frigorifice cu
compresie mecanică.
Aşa se explică de ce în comparaţie cu amoniacul şi clorura de metil,
aceste substanţe poartă denumirea de agenţi frigorifici de siguranţă.
În numeroase ţări, pe lângă denumirea de freoni, agenţii frigorifici pot fi
întâlniţi şi sub diverse denumiri comerciale, care pentru acelaşi produs diferă
de la ţară la ţară şi de la un producător la altul. R12 de exemplu, este numit
Forane 12 (denumirea comercială a Uzinei Kuhlmann din Franţa), Flugene
12 (denumirea comercială a firmei Pechine Saint-Gobain din Franţa), sau
Genetron 12 (denumirea comercială a societăţii Allied Chemical din
S.U.A.). În unele publicaţii ştiinţifice, chiar şi denumirea de freoni, pentru
desemnarea agenţilor frigorifici, este considerată comercială.
La ora actuală numărul foarte mare de agenţi frigorifici este datorat
şi problemei atât de mediatizate şi discutate în ultimii ani, a poluării produse
de aceşti freoni. De fapt, este vorba de un proces care se produce în
stratosfera terestră şi care va fi prezentat mult simplificat în continuare.
Sub acţiunea razelor ultraviolete provenite de la soare, din
moleculele freonilor se eliberează Cl (clor monoatomic). Acesta
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 32
Frigider casnic cu comprimare mecanica
reacţionează chimic cu ozonul (O3), care se găseşte în stratosferă, şi rezultă
oxigen biatomic O2 şi oxizi de clor. În acest mod, se distruge treptat stratul
de ozon al planetei, având un binecunoscut rol protector prin filtrarea
radiaţiilor ultraviolete, nocive pentru sănătatea umană. Problema este cu atât
mai gravă cu cât oxizii de clor rezultaţi din reacţia descrisă, nu sunt stabili şi
se descompun, eliberând din nou Cl. Se produc, astfel, reacţii în lanţ, prin
care un singur atom de Cl poate să distrugă un număr impresionant de
molecule de O3. Aşa se explică apariţia, deocamdată deasupra celor doi poli
ai planetei a, aşa numitelor, găuri în statul de ozon. Fenomenul a fost posibil
cu atât mai mult cu cât nu numai freonii, prin atomii de Cl, ci şi alte
substanţe chimice, în primul rând CO2, au efecte asemănătoare.
În prezent, există în întreaga lume, numeroase instalaţii de puteri
frigorifice mici şi mijlocii încărcate cu agenţi frigorifici poluanţi (în sensul
pericolului pentru stratul de ozon), care pun în continuare probleme legate
de posibila lor "scăpare" în atmosferă. Totodată, se pune problema găsirii
unor agenţi de substituţie care să fie utilizaţi în instalaţiile frigorifice noi.
Agenţii frigorifici pot fi împărţiţi în trei mari categorii:
1. CFC (clorofluorocarburi), freonii clasici, care conţin Cl foarte instabil
în moleculă;
2. HCFC (hidroclorofluorocarburi), freoni denumiţi de tranziţie, care
conţin în moleculă şi hidrogen, iar Cl este mult mai stabil şi nu se
descompune atât de uşor sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete;
3. HFC (hidrofluorocarburi), consideraţi freoni de substituţie definitivă,
care nu conţin de loc în moleculă atomi de Cl.
În afara celor trei categorii de agenţi frigorifici menţionate, există şi
agenţi frigorifici naturali, între care amoniacul (NH3), simbolizat şi prin
R117, este cel mai important şi cel mai utilizat, datorită proprietăţilor sale
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 33
Frigider casnic cu comprimare mecanica
termodinamice care îl fac cel mai performant agent frigorific din punct de
vedere al transferului termic.
Ca urmare a dovedirii ştiinţifice a efectelor nocive asupra stratului
de ozon, produse de freoni, comunitatea internaţională a luat numeroase
măsuri de reducere până la zero a utilizării acestora. De exemplu, în SUA,
au fost interzise spray-urile de orice tip, care utilizează ca agent propulsor
CFC-urile.
Tabelul 2.1.1. Clasificarea şi simbolizarea principalilor freoni
Simbol Denumire chimică
Formula
chimică
CFC
R10 TETRACLOR- METAN CCl4
R11 TRICLOR – MONOFLUOR - METAN CCl 3F
R12 DICLOR – DIFLUOR - METAN CCl 2F2
R12B1 MONOCLOR-MONOBROM-DIFLUOR-METAN CClBrF2
R13 MONOCLOR-TRIFLUOR-METAN CClF3
R13B1 MONIBROM-TRIFLUOR-METAN CBrF3
R14 TETRAFLUOR-METAN CF4
R110 HEXACLOR-ETAN C 2Cl 6
R111 PENTACLOR-MONOFLUOR-ETAN C 2Cl5F
R112 TETRACLOR si FLUOR-ETAN C2Cl4F2
R113 TRICLOR-TRIFLUOR-ETAN C2Cl3F3
R114 DICLOR-TETRAFLUOR-ETAN C2Cl2F4
R115 MONOCLOR-PENTAFLUOR-ETAN C2ClF5
R116 HEXAFLUOR-ETAN C2F6
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 34
Frigider casnic cu comprimare mecanica
R218 OCTAFLUOR-PROPAN C3F8
RC316 DICLOR-HEXAFLUOR-CICLOBUTAN C4Cl2F6
RC318 OCTAFLUOR-CICLOBUTAN C4F8
HCFC
R20 TRICLOR-METAN CHCl3
R21 DICLOR-MONOFLUOR-METAN CHCl2F
R22 MONOCLOR-DIFLUOR-METAN CHClF2
R30 DICLOR-METAN CH2Cl2
R31 MONOCLOR-MONOFLUOR-METAN CH2ClF
R40 MONOCLOR-METAN CH3Cl
R120 PENTACLOR-ETAN C2HCl5
R123 DICLOR-TRIFLUOR-ETAN C2HCl2F3
R124 MONOCLOR-DIFLUOR-ETAN C2HClF4
R140 a TRICLOR-ETAN C2H3Cl3
R142 b MONOCLOR-DIFLUOR-ETAN C2H3ClF2
R150 a DICLOR-ETAN Cl2
R160 MONOCLOR-ETAN C2H5Cl
HFC
R23 TRIFLUOR-METAN CHF3
R32 DIFLUOR-METAN CH2F2
R41 MONOFLUOR-METAN CH3F
R125 PENTAFLUOR-ETAN C2HF5
R134 a TETRAFLUOR-ETAN C2H4F3
R143 a TRIFLUOR-ETAN C2H3F3
R152 a DIFLUOR-ETAN C2H4F2
AMESTECURI AZEOTROPE
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 35
Frigider casnic cu comprimare mecanica
R500 R12-R152 a
R501 R22-R12
R502 R22-R115
R503 R13-R23
AMESTECURI ZEOTROPE
R407 R23-R152-R134 a
R410 R32-R152
R404 R134 a-R125-R143 a
HIDROCARBURI
R50 METAN CH4
R170 ETAN C2H6
R290 PROPAN C3H8
R600 N-BUTAN C4H10
R600 a ISO-BUTAN C4H10
R1150 ETILENA C2H4
R1270 PROPILENA C3H6
HALONI
R12B1
H1211 MONOCLOR-MONOBROM-DIFLUOR-METAN
CF2BrCl
R13B2
H1301 MONOBROM-TRIFLUOR-METAN
CF3Br
Această clasificare are la bază corelaţia dintre proprietăţile
moleculelor şi compoziţia lor chimică. Astfel: scăderea numărului de
molecule de clor din moleculă face ca potenţialul de distrugere a ozonului
(ODP) să fie cu atât mai scăzut; bromul are o acţiune ODP mai accentuată
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 36
Frigider casnic cu comprimare mecanica
decât clorul, iar atomii de hidrogen conferă moleculelor o viaţă scurtă în
troposferă, de numai câţiva ani, faţă de mai multe decenii în cazul CFC-
urilor, dar o inflamabilitate ridicată.
Fig.2.1. Corelaţia compoziţie chimică-proprietăţi
(toxicitate, inflamabilitate) pentru derivaţii
fluorocloruraţi ai mediului
Simbolizarea lor se face pe baza unor reguli legate de compoziţia
chimică.
Simbolul este R m n p unde:
• R - refrigerat;
• m – numărul de atomi de carbon din moleculă minus cifra 1, astfel
să pentru derivaţii metanului, cum m = 0, în simbol vor exista numai două
cifre;
• n – numărul de atom de hidrogen din moleculă plus cifra 1;
• p – numărul de atomi de fluor;
• numărul de atomi de clor se calculează până la valenţa 4 a
carbonului;
• pentru hidrocarburile ciclice se ataşează litera C;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 37
Frigider casnic cu comprimare mecanica
• pentru halogeni se specifică numărul de atomi de brom (B1, B2)
ataşat la simbolizarea de mai sus.
Se mai utilizează şi o altă simbolizare sub forma H m n p r s, unde r
reprezintă numărul de atomi de clor, iar s numărul de atomi de brom .
• literele a şi b se utilizează pentru diferenţierea izotopilor;
• amestecurile azeotropice sunt simbolizate cu 500, iar amestecurile
zeotropice cu 400;
• butanul şi izobutanul sunt notate cu 600 şi respectiv 600a ;
• hidrocarburilor nesaturate (etilena, propilena)li se adaugă cifra 1
înaintea grupului de trei cifre, ceea ce semnifică existenţa unei duble
legături.
2.1.3. Proprietăţi
Fluidele utilizare în instalaţiile cu comprimare mecanică de vapori
casnice trebuie să îndeplinească o serie de proprietăţi termodinamice, fizico-
chimice, fiziologice, economice şi ecologice.
Principalele proprietăţi termodinamice care trebuiesc îndeplinite
sunt:
– presiunea de vaporizare la temperatura de vaporizare cuprinsă în
intervalul 263...243K, să nu fie prea scăzută şi nici sub presiunea
atmosferică pentru a nu complica măsurile de etanşeizare;
– raportul de comprimare trebuie să fie mic întrucât comprimarea să se
efectueze cu un lucru mecanic mic;
– căldura latentă de vaporizare mare, deci debit mic şi conducte de
secţiune mică;
– volumul specific să fie mic, pentru o putere frigorifică volumică
mare;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 38
Frigider casnic cu comprimare mecanica
– temperatura de solidificare scăzută;
– densitate mică, deci o vâscozitate mică şi o curgere fără pierderi
energetice mari prin frecare;
Tabelul 2.1.2. Caracteristicile fizice a principalilor agenţi frigorifici
Denumirea Simbol chimic
Simbol convenţional
Masa molară
Constanţa de gaz perfect
[J/(kgK)]
Densitate [kg/m3N]
Temperatura de topire [oC]
Bioxid de carbon
CO2 - 44,01 189,0 1,97 -56,6
Amoniac NH3 R171 17,03 488,3 0,771 -77,9
Bioxid de sulf
SO2 - 64,06 129,8 2,93 -75,5
Apa H2O - 18,02 - 0,804 � 0,0
Metanul CH4 - 16,04 518,7 0,717 -182,4
Etilena C2H4 R1150 28,05 296,6 1,261 -169,5
Etanul C2H6 R170 30,07 276,7 1,356 -183,3
Propilena C3H6 - 42,08 198,0 1,915 -185,0
Propanul (CH3)2
R290 44,09 188,8 2,019 -188,9
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 39
Frigider casnic cu comprimare mecanica
CH2
Butanul C4H10 R60 85,12 143,2 2,668 -159,6
Clorura de
metilCH3Cl - 50,5 - - -77,6
Freoni
CF4 R-14 88,01 - 3,93 -187,0
CF3Cl R-13 104,47 - 4,66 -181,0
CHF2Cl R-22 86,48 - 3,86 -160,0
CF2Cl2 R-12 120,92 - 5,40 -155,0
CH3Cl R-40 50,49 164,8 2,25 -97,6
CF2Cl
CF2ClR-114 170,93 - 7,63 -94,0
CHFCl2 R-21 102,92 - 4,59 -135,0
CFCl3 R-11 137,38 - 6,13 -111,0
CFCl
CF2ClR-113 187,39 - 8,36 -36,6
CHCl2-
CF3
R123 152,9 54,3 6,42 -107,0
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 40
Frigider casnic cu comprimare mecanica
CH2F -
CF3
R 134a 102,0 81,5 5,29 -101,0
CH3C -Cl2 F
R 141b 117,0 71,0 4,82 -103,5
CH3C -Cl F2
R 142b 100,5 82,7 4,79 -130,8
Tabelul 2.1.3. Alte caracteristici ale agentilor frigorifici
Denumirea Parametrii la fierbere, p = 760 torr
Punctul critic
t [oC] [kg/m3]
lv [kJ/kg] tk [oC] pk [bar]
Bioxid de carbon
-78,52 1560 573,1 31,0 73,7
Amoniacul -33,35 682 1368,5 132,4 113,0
Bioxidul de sulf
-10,01 1458 390,0 157,5 78,8
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 41
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Apa 100,0
958,3 2258 374,2 221,2
Metanul -161,5 422 510,0 -82,5 46,4
Etilena -103,5 569 483,0 9,5 51,2
Etanul -88,63 546 485,0 32,2 48,9
Propilena -47,70 612 438,0 91,4 46,0
Propanul -42,30 583 428,0 96,8 42,6
Butanul -11,70 596 367,0 133,7 36,7
Clorura de metil
-24,00 370 - 143,1 68,0
R-14 -128,0 1630 135,0 -45,5 37,5
R-13 -81,5 1525 150,0 28,78 38,6
R-22 -40,80 1413 234,0 96,0 49,3
R-12 -29,80 1486 167,0 112,0 41,1
R-40 -24,00 1003 429,0 143,0 66,8
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 42
Frigider casnic cu comprimare mecanica
R-144 3,50 1520 146,0 145,7 32,8
R-21 8,92 1405 243,0 178,5 51,6
R-11 23,70
1480 182,0 198,0 43,7
R-13 47,70
1510 144 214,1 34,1
R 123 27,9 1465 171,2 185,2 36,1
R134a -26,4 1210 210,3 101,0 40,7
R 141b 32,0 1235 225,2 206,1 43,4
R 142b -9,6 1110 214,7 137,1 42,0
Din punct de vedere fizico-chimic trebuiesc îndeplinite
următoarele condiţii:
– compoziţie chimică stabilă;
– să fie inerţi faţă de componenţii aerului;
– să nu aibă miros dezagreabil;
– să nu aibă proprietăţi corozive;
– să nu fie inflamabil;
– să nu prezinte o solubilitate parţială faţă de apă.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 43
Frigider casnic cu comprimare mecanica
2.1.4. Agenţi frigorifici utilizaţi
Fiziologic, agenţii frigorifici trebuie să fie inofensivi faţă de
organismul uman. Singurii agenţi care îndeplinesc aceste calităţi sunt freonii.
La ora actuala, majoritatea instalaţiilor frigorifice casnice
funcţionează cu freon R134a, care înlocuieşte freonul R12, care datorită
instabilitaţii moleculei sale şi a descompunerii în diferiţi componenţi, unii
afectând stratul de ozon, este pe cale a fi eliminat din instalaţiile frigorifice.
Acest lucru a fost dezbatut la MONTREAL (1987), unde s-a
evidenţiat influenţa negativă a agenţilor frigorifici de tip CFC şi HCFC
asupra stratului de ozon datorită atomilor de Cl şi Br din aceste substanţe.
Hotararea luată la MONTREAL a fost o înlocuire a acestor agenţi până în
anul 2030 şi chiar mai devreme în cazul descoperirii unor înlocuitori.
Direcţiile de urmat în acest sens ar fi:
– utilizarea unor substante de tip HFC (având un efect nul asupra
ozonului) ca fluide pure sau amestecuri;
– utilizarea unor substanţe naturale ca NH3, hidrocarburile (propan,
izobutan, metan, etilena, etc), CO2 şi apa, acestea utilizându-se ca substanţe
pure sau în amestec în sistemele cu comprimare mecanică, absorbţie sau
ejecţie.
În urma acestui Protocol de la MONTREAL s-a renunţat la
utilizarea CFC, în prima fază şi a HCFC, în faza următoare.
Agenţii descoperiţi trebuiesc să îndeplinească următoarele două
condiţii:
– să corespundă din punct de vedere a protecţiei mediului;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 44
Frigider casnic cu comprimare mecanica
– să aibă proprietăţi termodinamice şi caracteristici de transfer de
căldură.
În ultimul timp, substanţele naturale câştigă tot mai mult teren în
competiţia cu freonii care prezintă, totuşi, unele dezavantaje:
– vâscozitate redusă, ce are ca rezultat scăpările de agent din instalaţie;
– solubilitate reciprocă cu uleiul, care se accentuează la creşterea
presiunii şi reducerea temperaturii (din această cauză se impune circulaţia
agentului frigorific prin ţeava schimbătorului de căldură);
– hridogenul în amestec cu apa prezentată în soluţie duce la formarea
unor acizi puternic corozivi. De aici apare o restricţionare a cantităţii de apă
la cel mult 25 mg/kg freon. Surplusul de apă se depune sub formă de gheaţă
în velţile de reglaj provocând perturbari de funcţionare a instalaţiei;
– inflamabilitate ridicată la freonii ce conţin o cantitate mare de
hidrogen;
– coeficienţii de transfer de căldură mai mici decât la amoniac;
– atacă garniturile de cauciuc (R12).
De remarcat este faptul că moleculele de CFC au o lungă durată de
viaţa în atmosferă ceea ce duce la creşterea agresivităţii lor. Freonii de tip
HCF sunt inofensivi pentru stratul de ozon.
Dacă pentru agenţii CFC înlocuirea este deja făcută cu HCF-134a,
pentru freonii de tip HCFC-22 şi R502 se caută în continuare substituienţi.
O altă substanţă care revine în atenţia frigotehniştilor este
amoniacul (R717) care este un agent frigorific clasic şi care a fost la un
moment dat părăsit în favoarea freonilor. În schimb, este ecologic şi are
proprietăţi termodinamice foarte bune. Este un agent cu toxicitate ridicată şi
un grad ridicat de inflamabilitate, de aceea folosirea lui este permisă numai
după adoptarea unor măsuri severe de precauţie.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 45
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Frigotehniştii din România au o experienţă bogată deoarece
amoniacul a fost cel mai utilizat agent în industrie.
În România se mai află în funcţiune un număr mare de instalaţii
frigorifice ce utilizează ca agent R12 dăunător stratului de ozon, dar în urma
Protocolului de la Montreal şi a Convenţiei de la Viena, partea română şi-a
asumat obligaţia de a reduce drastic numărul lor. Acest lucru se vede deja la
uzina ARCTIC din Găieşti unde specialişti în frigotehnie au realizat deja o
conversie şi anume in cazul frigiderelor, înlocuirea agentului R12 cu R134a.
În tabelul 2.1.4. sunt reprezentate proprietăţile fizico-chimice a
agenţilor R12 şi R134a.
Proprietate Unitatea de masură
R12 R134a
Formula Denumirea chimica
Diclor-fluormetan
Tetrafloro1,1,1,2 etan
Masa molară 120,9 102,0Punct de fuziune -158 -101Punct de fierbere -29,8 -26,5Presiunea la
bar 6,51 12,2
6,62 13,2
Masa volumică la punctul de fierbere
6,33 5,20
Masa volumică()
1,311 1,207
Temperatura criticaPresiunea criticaMasa volumica critica
11241,10,558
10140,70,512
Indice Kauri Butanol
18 -
Caldura latentă de
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 46
Frigider casnic cu comprimare mecanica
vaporizare în punctul de fierbere
165,1 215,1
Conductivitatea termică la
0,071 0,0096
0,084 0,0148
Solubilitatea fluidului la C25 şi 1,033bar
0,028 0,09
Apa din fluidul de
lucru la
0,028 0,09
0,09 0,019
2.1.5. Impactul freonilor asupra mediului
Distrugerea stratului de ozon a determinat o acţiune hotărâtoare la
nivel internaţional care va conduce pe termen mediu şi la interzicerea
folosirii compuşilor cu ODP (Ozon Distroy Potenţial) > 0.
O alegere favorabilă în ceea ce priveşte mediul sunt substanţele
naturale folosite ca agenţi frigorifici: hidrocarburile, amoniacul, apa,
dioxidul de carbon şi aerul. Considerentele economice le impun ca soluţii
viabile pentru problema protejării stratului de ozon sunt umbrite, totuşi, de
necesitatea folosirii unor tehnologii noi care să le amelioreze deficienţele lor
fizico-chimice: inflamabilitate mare a hidrocarburilor, toxicitatea
amoniacului, presiunea de lucru ridicată a dioxidului de carbon asociată cu
temperatura critică joasă, presiunea critică a apei şi slaba eficienţă frigorifică
a aerului.
Un freon ecologic trebuie să fie caracterizat prin:
– bune proprietăţi tehnologice (eficacitate termodinamică,
compatibilitate cu uleiurile şi cu materialele cu care vine în contact);
– toxicitate, inflamabilitate şi preţ de cost mici;
– acţiune redusă asupra ozonului stratosferic;
– efectul de seră redus.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 47
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Pentru a îndeplini ultimele două condiţii freonul ecologic trebuie să
fie:
– lipsit de atomi de clor sau de brom, care atacă chimic stratul de ozon
stratosferic;
– să fie cât mai bine hidrogenat pentru a avea o viaţă cât mai scurtă în
stratosferă;
– să absoarbă cât mai puţin radiaţia IR, pentru a nu contribui la efectul
de seră.
În aceste condiţii, se încadrează bine agentul frigorific R134a
(C2H4F4) care neavând nici un atom de clor sau de brom are ODP = 0,
toxicitate redusă, iar efectul de seră de circa 10 ori mai mică decât a lui R12,
dar preţul de cost al acestuia de 5 ori mai mare decât al freonilor tradiţionali.
Agentul frigorific R134a este unul din principalii înlocuitori ai agenţilor
frigorifici domestici şi al celor utilizaţi în climatizarea autovehiculelor.
În 1987, Protocolul de la Montreal, revizuit în iunie 1990, de
Reuniunea de la Londra, a îngheţat pentru câţiva ani utilizarea CFC-urilor
înainte de interdicţia definitivă a acestora.
Ulterior, în 1992, Reuniunea sub egida ONU, desfăşurată la Copenhaga,
întârzierile programate la Londra, privind utilizarea CFC, au fost reduse.
Soluţiile non-ODS (Ozone Destructive Substances) pentru instalaţii
frigorifice casnice au fost ca toate fabricile de producţie a echipamentelor
frigorifice din domeniul casnic să treacă de la CFC-12 (unul dintre freonii
consideraţi răspunzători pentru distrugerea stratului de ozon) la agenţii non-
ODS. Tranziţia în majoritatea ţărilor dezvoltate se realizează mai repede
decât se estima înaintea cerinţelor Protocolului de la Montreal. Alternativele
restrânse ale agenţilor frigorifici s-au redus la HFC-134a si HC-600a (agent
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 48
Frigider casnic cu comprimare mecanica
frigorific non-ODS). Ambele pot fi utilizate pentru frigidere şi congelatoare
de uz casnic.
Rolul ozonului atmosferic
Printre factorii mai importanţi se pot enumera protejarea vieţii pe
pământ şi reglarea temperaturii în atmosferă.
a) protejarea vieţii
Stratul de ozon, în primul rând, reţine radiaţiile ultraviolete cu
lungimi de unda care sunt periculoase pentru organisme sau pentru alte
diverse sisteme.
Unul din exemple este: intensificarea radiaţiilor ultraviolete duce la
tulburări ale vederii, boli de piele, boli infecţioase, degradarea maselor
plastice în aer liber şi de asemenea influenţe negative în dezvoltarea
vegetaţiei.
Ozonul absoarbe complet radiaţiile ultraviolete cu lungimile de
undă de 240-320 nm (foarte periculoase pentru organismele vii), iar
amestecul de O2 + O3 absoarbe radiaţiile ultraviolete sub 240 nm.
Stratul de ozon joacă, deci, rolul unui filtru pentru radiaţia
ultravioletă prin micşorarea conţinutului de ozon, radiaţiile ultraviolete,
neabsorbite de acest strat, pătrund în atmosfera pământului, având efecte
negative atât asupra organismelor vii cât şi asupra altor elemente.
b) Reglarea temperaturii.
Cercetările efectuate de ”Météorologie Naţionale” Franţa au arătat
că o reducere a ozonului atmosferic cu 35 % la înălţimea de 40 km, ar
produce o răcire de 10.... -140C.
Accentuarea efectului de seră
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 49
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Efectul de seră este un fenomen benefic, fără de care temperatura
medie a Terrei ar fi fost de – 18°C în loc de +15 °C, cât este în prezent. În
ultimii ani s-a constatat o creştere anormală a efectului de seră prin
modificarea compoziţiei atmosferei, adică prin creşterea concentraţiei unor
gaze, care absorb radiaţia IR, printre care şi freonii.
Examinarea cantitativă se face, tot relativ, prin potenţialul global de
încălzire al atmosferei GWP (Global Warming Potenţial), care reprezintă
efectul unui kilogram de gaz fată de cel al unui kilogram de CO2 sau de R11.
Aceiaşi freoni care au ODP mare au şi GWP mare, deci ambele efecte sunt
favorizate de aceleaşi reguli de compoziţie. Astfel, moleculele freonului
ecologic R134a sunt distruse complet în circa 90 de ani, în timp ce
moleculele de CO2 sunt distruse în proporţie de 70% în circa 500 de ani.
GWP se măsoară cu ajutorul potenţialului unui gaz (agent frigorific) raportat
la potenţialul unui gaz de referinţă (CO2).
Astfel, potenţialul GWP pentru R134a şi R404a pe o perioadă de
100 ani este de 1200 respectiv 3500 ori mai mare decât a CO2. Dacă, spre
exemplu, la umplerea unei instalaţii casnice sunt necesare 140 g de freon
R134a, scăparea în atmosferă a acestei cantităţi este echivalentă cu degajarea
a 170 kg de CO2, cantitate ce s-ar degaja în urma producerii energiei
electrice necesară funcţionării instalaţiei frigorifice timp de 3 luni
(aproximativ 2% din energia necesară funcţionării pe toată durata de viaţă a
instalaţiei).
Suplimentar acţiunii directe (scăpării în atmosferă) a freonilor
asupra efectului de seră, acţiunea indirectă este mai mare decât cea directă,
prin CO2 degajat în timpul producerii energiei necesare acţionării
instalaţiilor frigorifice. De aceea, a fost introdusă o mărime mai
cuprinzătoare TEWI (Total Equivalent Warming Impact), în care sunt
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 50
Frigider casnic cu comprimare mecanica
cuantificate ambele acţiuni. Dacă folosind un agent cu GWP nul se
economiseşte 5% din energia electrică totală necesară pe durata funcţionării
instalaţiei, GWP exprimând o astfel de economie de energie dar şi protecţia
planetei, atunci TEWI urmăreşte efectul de seră direct legat de pierderea de
agent (dar şi de posibilitatea lui de recuperare), cât şi efectul de seră indirect‚
efect comparativ cu cel al CO2 produs la obţinerea energiei electrice
necesare funcţionării instalaţiei. Astfel, acest criteriu se dovedeşte a fi mai
fiabil decât GWP, iar partea energetică a lui se exprimă prin g CO2/kWh.
TEWI depinde ca şi GWP, pe care-l include, de o anumită perioadă de timp
pe care este calculat. Acest criteriu nu depinde doar de agentul frigorific, ci
se raportează la întreaga instalaţie (este valabil şi la instalaţii diferite), la
durata ei de viaţă (fiabilitate) şi la eficacitatea acestei instalaţii. Utilizarea
optimă a criteriului constă, în cazul unui sistem dat, în determinarea
importanţei relative a efectului direct măsurat cu GWP, raportat la efectul
indirect. Diferenţele dintre valorile obţinute reprezintă, practic, diferenţa de
eficacitate energetică a instalaţiilor cercetate.
Un alt criteriu, COP, vine să întregească analiza cu ajutorul TEWI.
Coeficientul de performanţă al unui sistem frigorific este exprimat de
eficienţa termo-frigorifică a acestuia, esenţială în studiul efectelor direct şi
indirect. Luând în considerare o instalaţie de condiţionare a aerului la o
maşină raportând cantitatea de agent folosit la numărul de ore de funcţionare
şi comparând cu aceleaşi valori calculate în cazul unei instalaţii casnice
obţinem:
– instalaţie de condiţionare auto: 300..1500gR 134a/1000 ore de
funcţionare;
– instalaţie frigorifică casnică : 140g R 134a/40000 ore de funcţionare.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 51
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Astfel, concluziile pe marginea analizei eficienţei termo-frigorifice
a instalaţiilor şi efectul direct provocat de o eventuală pierdere în atmosferă
sunt clare:
a) stoparea scăpărilor de agenţi nocivi în atmosferă şi încercarea
de recuperare a acestora, combinată cu orientarea cercetărilor spre găsirea
unor soluţii care să permită înlocuirea acestor agenţi cu alţii ecologici.
b) ameliorarea eficienţei frigorifice a sistemelor.
Fotografierea „găurii” din ozonul Antarcticii a declanşat o serie de
măsuri legislative ce vizau diminuarea treptată a producţiei şi, implicit, a
utilizării freonilor cu ODP şi GWP mari şi impulsionarea găsirii de
înlocuitori (freoni ecologici). S-au conturat următoarele strategii:
• eliminarea halonilor şi CFC-urilor şi substituirea lor cu HCFC şi
HFC-uri, ca fluide de tranziţie până la găsirea treptată a unor substituenţi cât
mai ecologici;
• eventuala reutilizare a fluidelor anorganice (NH3, CO2, SO2, H2O);
• utilizarea hidrocarburilor: propan, butan, etilenă ceea ce necesită,
însă, utilizarea de noi sisteme tehnologice şi de noi norme.
În urma măsurilor luate pe plan internaţional, România a aderat la
protocolul de la Montreal, şi din 1995 a început comercializarea primelor
frigidere ecologice, ce folosesc R134a şi R600a ca agent frigorific.
Concluzii: Scăderea concentraţiei în stratul de ozon stratosferic şi
accentuarea efectului de seră corelate cu cercetările experimentale au
demonstrat că utilizarea necontrolată a freonilor poate constitui o cauză
potenţială. De aceea, factorii responsabili au decis diminuarea producţiei de
freoni, testaţi ca distructivi, şi accentuarea cercetării în vederea fabricării de
freoni ecologici, ca, de exemplu, R134a şi R600a.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 52
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig. 2.2. Potenţialul de distrugere a stratului de ozon şi potenţialul de
încălzire al atmosferei în funcţie de compoziţia freonilor.
Eficienţa frigorifică a instalaţiilor a devenit o problemă majoră în
domeniul refrigerării, condiţionării aerului şi pompelor de căldură.
Câştigul ce reiese din utilizarea echipamentelor care produc aceiaşi
cantitate de căldură cu un consum redus de energie este benefic atât pentru
utilizator, care cheltuie mai puţin pe energie, cât şi atmosfera care absoarbe
mai puţin bioxid de carbon (CO2).
Impactul asupra încălzirii globale a echipamentelor frigorifice este
acum considerat şi reflectat prin conceptele : TEWI (Total Equivalent
Warming Impact) sau LCCP ( Life Cycle Climate Performance ) ceea ce a
reînnoit interesul asupra eficienţei energetice .
Utilizarea de instalaţii frigorifice economice din punct de vedere
energetic contribuie cu certitudine la reducerea totala sau limitarea
fenomenului de încălzire globală , dar maniera în care aceste câştiguri sunt
măsurate trebuie considerată cu grijă. Reducerea emisiilor probabil că nu vor
spori în contextul folosirii hidrofluorcarburilor (HFC).
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 53
Frigider casnic cu comprimare mecanica
2.2. Materiale de izolaţie
Materialele care sunt caracterizate prin conductivitate şi greutate
specifică mică fac parte din grupa materialelor de izolaţie termică.
Materialele de izolaţie termică se clasifică după:
– structură: – granulo-fibroase;
– granulo-poroase;
– celulare.
– formă: – bucăţi;
– plăci;
– blocuri;
– cilindri;
– semicochilii;
– segmenţi;
– plase;
– saltele;
– şnur.
Materile de bază:
a) anorganice:
– pe bază de azbest: – vată minerală;
– vată de sticlă;
b) organice: – plăci de turbă;
– fibre lemnoase;
– plută;
– polistiren;
Greutate specifică:
a) foarte uşoare ( );
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 54
Frigider casnic cu comprimare mecanica
b) uşoare ( );
c) grele ( );
Gradul de comprimare (sub acţiunea sarcinii specifice de 0,02
):
a) moi – cu grad de tasare de până la 30%;
b) semirigide – cu grad de tasare de 6- 30%;
c) rigide – cu grad de tasare de până la 6%.
Coeficientul de conductibilitate termică (0,05–0,15) de la cele
slabe conducătoare termic la cele bune.
În cazul producţiei de frigidere casnice, sunt utilizate mai des
poliuretanul rigid, vata de sticlă, polistirenul expandat.
2.2.1.Poliuretanul rigid
Reprezintă un material plastic obţinut prin reacţia mai multor
produse chimice care intră în compoziţia a două elemente de bază. Aceste
componente amestecate şi dozate sunt injectate cu ajutorul unui pistol
special în interiorul unor volume sau direct pe suprafeţele ce trebuiesc
izolate.
Acest material prezintă următoarele caracteristici tehnice:
– greutate specifică: ;
– coeficient de conductivitate termică: ;
– rezistenţă la compresiune: ;
– rezistenţă la încovoiere: ;
– temperatură de utilizare: .
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 55
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Această spumă mai este utilizată şi ca material de izolaţie fonică.
Este cel mai bun material de izolaţie frigorifică, prin faptul că aderă foarte
bine la suprafeţele de contact.
Folosirea acestei spume determină reducerea stratului de izolaţie şi
creşterea parametrilor tehnici ai frigiderelor casnice cu 20–30%.
2.2.2. Vata de sticlă
Se obţine prin două procedee:
– prin suflare sau centrifugare a masei sticloase lichide;
– prin tragere (laminare);
Caracteristicile vatei de sticlă:
– greutate – cel mult ;
– diametrul firelor - , cel mult 21;
– coieficientul de conductivitate termică - ;
– temperatura de utilizare - cel mult .
2.2.3. Poliestirenul expandat
Se obţine în două faze prin expandarea granulelor de polistiren. Se
utilizează, atât în cazul temperaturilor pozitive, cât şi în cazul temperaturilor
negative.
Se produce sub formă de blocuri sau plăci albe, cu dimensiuni de
1.000x500mm şi cu grosimi cuprinse între 50–100mm, sau sub orice altă
formă dorită, prin expandarea finală în matriţe din duraluminiu sau oţel.
Are următoarele caracteristici tehnice:
– densitatea - ;
– coeficientul de conductivitate termică folosit în calcule -
;
– rezistenţă la încovoiere - ;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 56
Frigider casnic cu comprimare mecanica
– temperatură de utilizare - .
Acest material este rezistent la acţiunea apei, al acizilor, baze si
soluţii. Se fabrică şi sub formă de polistiren ignifugat.
Transportul lui se face în vagoane sau camioane acoperite, păstrarea
lui se realizează în spaţii aerisite şi protejate contra intemperiilor.
2.3. Uleiuri de ungere
La alegerea uleiurilor frigorifice trebuie luate în considerare unele
particularităţi specifice şi funcţionale precum:
– contactul permanent cu agentul frigorific (freon, amoniac...);
– schimbarea ciclică a temperaturii şi presiunii (vaporizare,
condensare).
Uleiurile frigorifice trebuie să satisfacă următoarele cerinţe:
– să nu intre în reacţie chimică cu agentul frigorific;
– să aibă o stabilitate mare;
– să-şi păstreze proprietăţile fizico-chimice fără îmbătrânire;
– să aibă temperaturi de solidificare coborâte;
– vâscozitate redusă la temperaturi mult sub regimul normal de
funcţionare.
Pentru asigurarea acestor cerinţe, în uleiurile frigorifice se adaugă
inhibitori de coroziune şi substanţe care coboară temperatura de solidificare.
Uleiurile frigorifice trebuie să aibă întotdeauna o temperatură
coborâtă la care să iasă în evidenţă eventualul aspect tulbure al acestora care
se explică prin separarea, la temperaturi coborâte, a cristalelor de parafină.
Deoarece uleiurile se dezolvă în freoni şi circulă prin toată instalaţia
frigorifică, cristalele de parafină pot optura anumite secţiuni de trecere şi să
scoată agregatul din funcţiune.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 57
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Înainte de a umple agregatele frigorifice, acestea sunt supuse unor
operaţii de uscare şi de înlăturare a umidităţii, atât din agregat cât şi din
agentul şi uleiul frigorific.
La noi în ţară, uleiul frigorific pentru agregatele funcţionând cu
freon12 se fabrică la Rafinaria Ploieşti, satisfăcând caracteristicile stabilite
prin STAS 10292-85, marca F-17 sau F-29.
Uleiul frigorific F-17 are proprietăţi similare unor uleiuri străine ca
cele de la firma SHELL-CLAVIUS27, al firmei EXXON-ZERICE 40; iar
uleiul F-29 este echivalent cu uleiul CLAVIUS 29 al firmei SHELL,
ZERICE 40 – firma EXXON, XF -22-24 (GOST 5546-66) Rusia.
Caracteristica UleiulF35
UleiulF45
UleiulF30A
Metoda deanaliză STAS
Aspect Limpede Limpede Limpede 12637-88 vizual
Densitatea relativă la 20ºC 0,900 0,905 0,900 35-81Viscozitatea cinematică la 40ºC, cST min.
35 45 30 117-87
Viscozitatea cinematică la 50ºC, cST min.
17 29 - 117-87
Viscozitatea cinematică la 100ºC, cST min.
- - 5 117-87
Punct de inflamabilitate, ºC min. 170 190 175 5489-80Apă lipsă lipsă lipsă 24/2-80Substanţe insolubile în solvenţi organici
lipsă lipsă lipsă 33-70
Cenuşă, % max. 0,005 0,005 0,006 38-81Culoare, ASTM max. 1,5 2,0 1,5 34-67Acţiune corosivă pe lama de cupru max.
1a 1a 1a 40-73
Aciditate minerală şi alcalinitate lipsă lipsă lipsă 22-64Indice de neutralizare, mg KOH/g max.
0,07 0,07 0,1 27-68
Rigiditatea dielectrică la proba 40 40 40 286-81
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 58
Frigider casnic cu comprimare mecanica
uscată în laborator, kV/cm min.Punct de anilină, ºC min. 85 85 80 178-82Temperatura de curgere în tub U, ºC max.
-30 -20 -30 10359-1-75
Indice de viscozitate min. 45 50 - 55-81Compatibilitate cu Difluordiclometan
Compat. Compat. Compat. 10359/2-75
Timp de dezemulsionare, minute max.
8 9 - 56-84 (met.II)
Proprietăţi de spumare, după 5 minute de suflare cu aer, cm3
spumă max.- la 24,0ºC- la 93,5ºC
3050
3050
1030
7423-84
Tabelul 2.3.1. Compraţie intre caracteristicile diferitelor uleiuri de ungere
2.4. Substanţe anticongelante (antigel)
Pentru evitarea opturării robinetelor de reglaj sau a ţevilor capilare
ale instalaţiilor frigorifice funcţionând cu freoni (R12;R22 etc.), prin
îngheţarea apei conţinute se folosesc diverse substanţe anticongelante
(antigel).
Substanţele anticongelante se pot reuni în două grupe:
– combinaţii care se amestecă cu apă – soluţiile obţinute congelează la
temperaturi foarte scăzute;
– substanţe care nu dizolvă apa, dar care sunt absorbite de substanţele
metalice, împiedicând lipirea de acestea a eventualelor cristale de gheaţă
formate.
O mai largă întrebuinţare au căpătat-o prima grupă: metanolul,
etanolul, izopropanul, dimetil-formamida, dipropilenglicolul, etc.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 59
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Evitarea formării cristalelor de gheaţă se realizează prin creşterea
solubilităţii apei în agentul frigorific.
O mare întrebuinţare în tehnica frigului au căpătat-o alcoolurile
etilice şi metilice complet dezhidratate, care se întroduc în procent de 1-2%
în agentul frigorific. Trebuie avut în vedere că alcoolul metilic face parte din
grupa substanţelor foarte otrăvitoare, este neutru faţă de majoritatea
metalelor şi materialelor folosite în maşinile frigorifice, cu excepţia
aluminiului cu care formează depuneri de metilat de aluminiu.
Trebuie avut în vedere faptul că în filtrele uscătoare ale agregatelor
frigorifice moderne, alcoolul metilic se absoarbe mai repede şi poate elimina
din absorbent apa reţinută.
Pentru evitarea îngheţării organelor de reglaj se introduce substanţe
anticongelante în agentul frigorific în cantităţi cuprinse între
0,004-0,008kg/l.
Pentru legarea chimică a apei din sistemele frigorifice se mai
utilizează metilat de sodiu în proporţie de 0,5-1% din volumul agentului
frigorific. Alcoolaţii sau alcooxizii se dizolvă complet în agenţii frigorifici.
După reacţia completă cu apa tot alcoolul se transformă în clorură
de sodiu şi spirt metilic. Numai în situaţii deosebite, clorura de sodiu
formată poate colmata dispozitivele de laminare şi filtrele din sistemele
frigorifice. Introducerea nitratului de magneziu nu se recomandă deoarece
acesta, în reacţie cu apa, formează combinaţii gazoase, care măresc
presiunea totală a gazelor incondensabile din sistem şi conduc la formarea
substanţelor toxice şi active din punct de vedere al corodării.
Se propune metoda chimică pentru îndepărtarea apei din sistemele
frigorifice, prin adăugarea de combinaţii organice cu substanţe catalizatoare
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 60
Frigider casnic cu comprimare mecanica
(triacrilformiat sau trimetilpropinat) cu adaos de acid fosforic în calitate de
catalizator.
Capitolul al III-lea
Calculul termic al unei instalaţii
frigorifice cu comprimare mecanică
de vapori într-o treaptă
Fig.3.1. Schema unui sistem frigorific într-o treaptă
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 61
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Cd. – condensator,
C. – compresor ,
V.L. – ventil laminare ,
V – vaporizator.
Se vor determina mărimile caracteristice ale unei instalaţii
frigorifice cu comprimare mecanică de vapori de R 134a şi R 12.
Instalaţia funcţionează în următoarele condiţii:
– temperatura de vaporizare: t0 = - 20ºC;
– temperatura de condensare: tc = 45ºC;
– puterea: Q0 = 150 W.
Se determină din diagrama lnp-i parametrii în punctele
caracteristice ale ciclului, deci se citesc valorile pentru: temperaturi t [ºC],
presiuni [bar], entalpii [kJ/kg], entropii [kJ/kg·K].
3.1. Calculul termic al instalaţiei
3.1.1. Calculul termic al instalaţiei cu R 134a
Cu ajutorul programului „Refrigeration Utilities” se va trasa ciclul
şi se vor determina parametrii punctelor 1, 2, 2’, 3, 4.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 62
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Rezultatele sunt sintetizate în tabelul 3.1.
Pct Temp.
Presiune
[bar]
i
[kJ/kg]
s
[kJ/kg*K]
v
[m3/kg]
x
1 -20 1,336 385,00 1,735 0,1457 0.998
2 52,315 11,679 429,05 1,732 0,018 -
2’ 45 11,576 420,51 1,706 0,0173 1
3 45 11,679 263,71 1,213 - 0
4 -20 1,336 264,91 1,261 0,1457 0,43
Pe baza valorilor din acest tabel se calculează schimburile
energetice specifice sub formă de lucru mecanic ale agentului frigorific.
În continuare vor fi prezentate reprezentările ciclurilor în
diagramele lnp-i: fig 3.1.1
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 63
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 64
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig.3.1.2. diagrama T-s
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 65
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 66
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig.3.1.3. diagrama i-s
Parametri specifici
a) puterea frigorifică masică:
b) puterea frigorifică volumică:
c) puterea termică (masică) de condensare (la condensator):
d) lucrul mecanic masic consumat de compresor
(comprimare);
e) bilanţul termic - energetic;
f) debitul masic de R 134a (agentul frigorific);
g) debitul volumic aspirat de compresor;
h) debitul volumic refulat;
i) fluxul termic de condensare:
j) puterea necesară pentru comprimare izentropică ;
k) eficienţa frigorifică a ciclului teoretic;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 67
Frigider casnic cu comprimare mecanica
l) eficienţa frigorifică a ciclului teoretic a ciclului Carnot –
inversat, delimitat de temperaturile T0, Tc;
T0 = 253k; Tc =318k
m) gradul de reversibilitate.
– exponentul politropic al punctelor 1 – 2
3.1.2.Calculul termic al instalaţiei cu R 12
Cu ajutorul programului „Refrigeration Utilities” se va trasa ciclul
şi se vor determina parametrii punctelor 1, 2, 3, 4.
Fig.3.1.4. diagrama p-i
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 68
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 69
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Rezultatele sunt sintetizate în tabelul 3.2.
Pct. Temp.[ºC]
p [bar]
i[kJ/kg]
s[kJ/kg*K]
v[m3/kg]
x
1 -20 1,500 343,28 1,569 0,11006 12 56,771 11,003 377,93 1,566 0,0169 -2’ 45 10,843 368,62 1,539 0,016 13 45 11,166 243,45 1,145 - 04 -20 1,500 242,93 1,173 0,0422 0,381
Pe baza valorilor din acest tabel se calculează schimburile
energetice specifice sub formă de lucru mecanic ale agentului frigorific.
Parametri specifici
a) puterea frigorifică masică;
b) puterea frigorifică volumică;
c) puterea termică (masică) de condensare (la condensator);
d) lucrul mecanic masic consumat de compresor (comprimare);
e) bilanţul termic-energetic;
f) debitul masic de R12:
g) debitul volumic aspirat de compresor;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 70
Frigider casnic cu comprimare mecanica
h) debitul volumic refulat;
i) fluxul termic de condensare:
j) puterea necesară pentru comprimare izentropică :
k) eficienţa frigorifică a ciclului teoretic;
l) eficienţa frigorifică a ciclului teoretic a ciclului Carnot –
inversat, delimitat de temperaturile T0, Tc;
T0 = 253K; Tc =318K
m) gradul de reversibilitate.
– subunitară
– exponentul politropic al punctelor 1 – 2
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 71
Frigider casnic cu comprimare mecanica
3.2. Studiul exergetic al ciclului teoretic
3.2.1.Calculul exergetic pentru agentul R 134a
a) Pierderea de exergie provocată de ireversibilitatea internă
a laminării este dată de formula:
= Ta*∆Sirl = Ta (s4 – s3)
= 318(1,261-1,213)=15,64
b) Ponderea pierderii determinată de laminare în consumul
de lucru mecanic. Această pondere este dată de formula:
Rezultatul îl înmulţim cu 100 pentru a afla procentul -
= 35,5%
Randamentul exergetic este egal.
=1-0,355=0,645
3.2.2. Calculul exergetic pentru agentul R12
a) Pierderea de exergie provocată de ireversibilitatea internă
a laminării este dată de formula:
= Ta*∆Sirl = Ta (s4 – s3)=318(1,173-1,145)=8,90
b) Ponderea pierderii determinată de laminare în consumul
de lucru mecanic. Această pondere este dată de formula:
Rezultatul îl înmulţim cu 100 pentru a afla procentul -
=25,6%
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 72
Frigider casnic cu comprimare mecanica
c) Pierderea de exergie cauzată de ireversibilitatea externă a
răcirii 2 – 2’ – proces care are loc în prima parte a condensatorului:
= qr – Ta*∆Sqr = (i2 – i2’) – Ta*(s2 – s1)
d) Ponderea pierderii determinată de răcire:
Rezultatul îl înmulţim cu 100 pentru a afla procentul -
=29,6%
Lucru mecanic minim al ciclului Carnot inversat de referinţă ( )
delimitat de temperaturile Ta = Tc, To = Tf ce realizează acelaşi efect
frigorific ca şi ciclul teoretic – Qo.
= Ta*(s1 – s4) – (i1 – i4) =
=318(1,569-1,173)-(343,28-242,93)=25,578
Randamentul exergetic:
Capitolul al IV-lea
Compresoare frigorifice
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 73
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Compresorul este o maşina termică generatoare care se utilizează
la prelucrarea gazelor sau vaporilor şi are rolul de a transforma energia
mecanică în energie utilă legată de presiunea şi viteza gazului prelucrat.
Prin compresor frigorific se înţelege acea componentă a unui sistem
frigorific care cu ajutorul energiei mecanice primite aspiră agentul frigorific
în stare de vapori, provenit de obicei din vaporizator şi îl refulează la o
presiune mai înaltă.
Principalele tipuri de compresoare utilizate în tehnica frigului şi
domeniile de utilizare ale acestora sunt prezentate în tabelul 4.1.
Tip Volumice Rotativecu piston elicoidal cu spirale centrifugale
ermetic casniccomercialclimatizare răcire
-comercialclimatizarerăcire
- -climatizare -
- - - -
semiermetic casniccomercialclimatizarerăcire
-comercialclimatizarerăcire
- - climatizare -
- -climatizare -
deschis casniccomercialclimatizarerăcire
-comercialclimatizarerăcire
- -climatizare -
- -climatizareracire
- casnic = electrocasnic: răcire, condiţionare, climatizare. ; - comercial = aplicaţii comerciale: vitrine frigorifice, camere frigorifice mici, magazine.
;- climatizare = sisteme de climatizare mari: pompe de căldură, grupuri pentru răcirea apei. si chiar mai mult;- răcire: industria alimentară şi agricultura; transporturi maritime; chimie; petrochimie; pompe de căldură industriale (orice putere frigorifică).
4.1.Compresoare cu piston
Compresoarele cu piston fac parte din familia compresoarelor
volumice alternative şi pot fi de trei tipuri constructive:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 74
Frigider casnic cu comprimare mecanica
– deschis, reprezentat în figura 4.1;
– semiermetic, reprezentat în figura 4.2;
– ermetic, reprezentat în figura 4.3.
Fig. 4.1. Compresor deschis
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 75
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig. 4.2. Compresor semiermetic
Fig. 4.3. Compresor ermetic
Compresoarele deschise se pot cupla cu motoare separate, de tip
electric sau termic şi pot vehicula orice tip de agent frigorific. În general
sunt utilizate pentru puteri frigorifice medii şi mari, adică în instalaţii
comerciale şi industrial.
Avantajul compresoarelor deschise este posibilitatea
intervenţiei în cazul unui defect şi remedierea lui. Dezavantajul acestui tip
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 76
Frigider casnic cu comprimare mecanica
de compresor îl constituie etanşeitatea, deoarece presiunea în carterul
compresorului este mare, iar vaporii de agent frigorific penetrează cu
uşurintă prin toate zonele insufisient etanşe.
Acest dezavantaj poate fi remediat prin utilizarea garniturilor,
pentru capacul chiuloasei, iar între arborele compresorului şi corpul
compresorului se folosesc preseputele.
Compresoarele semiermentice sunt cuplate direct la un motor
electric închis într-un carter demontabil comun; răcirea realizându-se cu
ajutorul vaporilor de agent aspiraţi de compresor din vaporizator.
Capacul se fixează pe corpul compresorului cu ajutorul şuruburilor,
etanşeitatea fiind asigurată de garniturile de etanşare. La acest tip de
compresoare este eliminată preseputa care este piesa cea mai sensibilă în
cazul compresorului deschis.
Compresoarele semiermetice au următoarele avantaje:
– construcţie demontabilă;
– utilizare la turaţii ridicate;
– imposibilitatea scurgerii uleiului de ungere din corpul compresorului.
Acest rip de compresoare nu pot vehicula decât freoni şi se
utilizează pentru puteri medii.
Compresoarele ermetice se aseamănă cu cele semiermetice, dar
sunt închise împreună cu motorul într-o carcasă etanşă nedemontabilă
(sudată) care face inaccesibile părţile mobile şi nu permite intervenţiile în
interior. Nu pot vehicula decât freoni şi se utilizează pentru puteri mici şi
medii. Acestea sunt specifice tehnicii frigului, deoarece freonii protejează
infaşurările electrice, ceea ce permite introducerea motorului în fluxul de
agent frigorific vehiculat de compresor. În prezent, doar o parte din
frigiderele casnice mai folosesc ca agent frigorific freonul R12, el fiind
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 77
Frigider casnic cu comprimare mecanica
înlocuit, din considerente ecologice, cu freonii de tip R134a, R600a
(izobutan) sau R290 (propan). Ponderea compresoarelor ermetice in lume
este de circa 60% din totalul compresoarelor.
Principlul avantaj al acestor maşini este că pe acelaşi arbore se
găsesc motorul electric şi ambielajul compresorului. În plus ansamblul se
introduce într-o singură carcasă etanşă pentru agentul frigorific, dispar
problemele de aliniere a motorului cu compresorul şi problema traversării
carterului de către vibrochen, ca şi problema garniturii mecanice.
Cel mai mare neajuns in cazul compresoarelor ermetice îl constituie
îngreunarea intervenţiilor în cazul avariilor, soluţia convenabilă, din punct
de vedere economic, este înlocuirea lui cu unul identic sau echivalent.
Caracteristicile motocompresoarelor frigiderelor Arctic:
Tabelul 4.2.
Simbol Puterea
utila
Cilindreea
Puterea nominală
Capacitatea frig.
Rezistenţa infăşurărilor la
Masa
minimă
medie principală
auxiliară
CFO-4,1
CFO-4,5
CFO-6,1
CFO-7,4
1/12
1/8
1/6
1/5
4,11
4,55
6,06
7,4
106
142
225
273
58
69
99
130
64
75
105
140
30,6
23,9
15,74
12,11
44,1
46,3
49,0
49,9
8,4
8,5
9,1
9,5
În figura 4.4. este prezentat un compresor ermetic secţionat, iar în
figura 4.5. este prezentat un compresor ermetic nefuncţional, montat într-o
carcasă din sticlă, pentru a se observa cum se prezintă acest aparat în
interior.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 78
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Fig. 4.4. Secţiune printr-un compresor ermetic 1 – capsulă etanşă; 2 – rotor; 3 – stator; 4 – amortizor de zgomot; 5 – compressor
Fig. 4.5. Compresor ermetic montat într-o capsulă din sticlă
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 79
Frigider casnic cu comprimare mecanica
În figura 4.6 sunt prezentate câteva dintre cele mai importante părţi
componente ale unui compresor ermetic.
Fig. 4.6. Elemente componente ale compresoarelor ermetice
Particularitaţi ale compresoarelor ermetice:
Agenţii frigorifici – nu pot fi decât fluide neutre din punct de
vedere al sistemului electric: de exempu R134a, sau R22. Vaporii de agent
frigorific, aspiraţi sunt utilizaţi pentru răcirea înfăşurărilor electrice ale
statorului şi rotorului înainte de a ajunge în camera de aspiraţie.
Puterea maximă – cu rare excepţii nu poate să depăşească 30 kW.
Supapele – sunt în general cu lamele.
Fig. 4.7.1 – supapă de refulare ; 2 – canal de refulare;
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 80
Frigider casnic cu comprimare mecanica
3 – canal de aspiraţie
Aspiraţia vaporilor se realizează traversându-se placa supapelor.
Supapa de aspiraţie este inelară, iar cea de refulare, este o piesă cilidro-
conică. Utilizarea supapei de aspiraţie inelară, necesită o prelucrare
mecanică particulară a capului pistonului, în vederea reducerii la minim a
spaţiului mort, în limitele toleranţelor de fabricaţie.
Cilindrii – sunt în general în număr de 2-3 în linie, 4 în V şi 6 în W.
Sunt prelucraţi direct în corpul carterului. Capacele cilindrilor sunt tot din
fontă ca şi carterul, iar gura de vizitare este realizată pe partea
compresorului. Acestia au de o parte si de alta camere de aspiratie si de
refulare, care amortizeaza zgomotul si vibratiile.
Capsulele motocompresoarelor ermetice au forme cilindrice sau
sferice realizate din oţel; aceste capsule sunt constituite din două părţi sudate
electric una peste alta. Motocompresoarele se leagă la circuitul frigorific cu
ajutorul a trei racorduri exterioare (de încărcare, de aspiraţie, de refulare).
Legăturile la circuitul electric interior şi exterior se realizează prin
intermediul plăcii de borne.
Mecanismul de transformare a mişcării de rotaţie în mişcare
rectilinie alternativă de tip biela-manivela, realizat sub două forma diferite:
– sistemul obişnuit, format prin arbore excentric – biela – piston;
– sistemul mai putin utilizat în alte domenii, format din arbore – culisa
– piston.
Arborele – este turnat din fontă maleabilă, perlitică şi face corp
comun cu excentricul. Pentru înlesnirea circulaţiei uleiului, arborele este
găurit, uneori având practicat în exterior (de la palierul motorului până la
excentric) un şanţ elicoidal ce permite ungerea forţată a lagărului motor.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 81
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Alimentarea cu lubrifiant se face printr-un orificiu care comunică cu capătul
inferior al arborelui imersat în baia de ulei.
Bielele – sunt din alij uşor, de aluminiu, turnat sub presiune, găurite
la interior pentru a se asigura ungerea bolţului. În general, capul bielei este
închis şi prevăzut cu un cuzinet din aliaj antifricţiune pe bază de Cu şi Pb.
Pistoanele sunt turnate din fontă, fără segmenţi şi au prevăzute două canale
circulare în care se adună uleiul. Aceste canale formează segmenţi hidraulici
(labirinţi) de etanşare. Pentru a nu permite deplasarea uleiului spre supape,
canalele circulare au prevăzute găuri străpunse către interiorul pistonului.
Lipsa carterului din construcţia compresorului ermetic obligă
adoptarea, în exclusivitate, a circulaţiei vaporilor în contracurent. Acesta
presupune existenţa unei plăci de distribuţie din oţel, pe care se fixează de o
parte şi de alta supapele de aspiraţie şi refulare, de tip lamelar. Având în
vedere construcţia nedemontabilă a capsulei, execuţia plăcii de distribuţie se
realizează şi se controlează cu o deosebită atenţie, în special ceea ce priveşte
starea suprafeţelor.
Pentru amortizarea zgomotelor provenite din circulaţia vaporilor şi
din aşezarea supapelor pe sediu pe traseele de aspiraţie şi de refulare se
prevăd camere amortizoare de zgomot. Pentru reducerea vibraţiilor
transmise de la corp la carcasă, ţeava de refulare se profilează sub forma
unor serpentine, eventual acoperită cu un arc.
Caracteristica acestor motocompresoare ermetice este ungerea sub
presiune a organelor în mişcare, fără pompa mecanică de ulei. Presiunea
lubrifiantului se realizează natural, prin artificii constructive, care duc la
proiectarea uleiului către piesele în mişcare. Pentru motocompresoarele
monofazate, la care sensul de rotaţie este determinat prin construcţie,
ungerea poate fi realizată prin introducerea unei elice la capătul interior al
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 82
Frigider casnic cu comprimare mecanica
arborelui. Aceasta antrenează ascendent uleiul dirijându-l spre canalul
exterior elicoidal al arborelui şi apoi, prin găurile radiale, către piesele în
mişcare. Surplusul de ulei, expulzat peste stator şi bobinele statorice ale
motorului, contribuie la răcirea acestora, scurgându-se apoi la partea
inferioara a capsulei de unde reintră în circuit.
La motoarele trifazate este necesară utilizarea unui dispozitiv la
care capacitatea de ungere să nu se modifice la schimbarea sensului de
rotaţie. Unul dintre aceste dispozitive se compune dintr-un con gol în
interior, fixat în arbore, pe axa de rotaţie. Ascensiunea uleiului se datorează
forţei centrifuge exercitate asupra uleiului, aflat în interiorul conului, fiind
imersat în lichid. Din orificiul central, uleiul este distribuit prin găuri radiale
la piesele în mişcare.
În construcţia capsulelor frigorifice se folosesc în exclusivitate
etanşări statice. Izolarea ansamblului motocompresor din exterior se face
prin sudare electrică a celor două părţi ce alcătuiesc carcasa. Realizarea
conexiunilor necesare alimentării motorului, constituie problema cea mai
delicată în etanşarea capsulelor. Soluţia aplicată în prezent foloseşte o placă
de borne (de tip Fuste) al cărui corp de oţel este sudat pe carcasa
compresorului. Izolarea electrică a bornelor de trecere faţă de restul
elementelor metalice se face cu ajutorul unor „perle” din sticlă. Etanşarea
acordurilor exterioare se execută prin sudare sau lipire, etanşarea dintre
placa de borne şi corpul compresorului, respectiv chiuloasa este asigurată ca
şi la compresoarele deschise cu garnituri de clingherit sau din alt material
neutru la acţiunea uleiului şi a agentului frigorific.
O caracteristică specifică a motocompresoarelor o constituie
cuplarea directa a celor două elemente prin intermediul arborelui comun.
Motoarele de antrenare ale tuturor compresoarelor ermetice sunt cu motor
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 83
Frigider casnic cu comprimare mecanica
masiv în scurtcircuit, reprezentând o limită la părţile active esenţiale a
motoarelor electrice asincrone monofazate şi trifazate clasice.
Materialele folosite la construcţia motorului electric sunt:
– tole magnetice din oţel electromagnetic (cu siliciu) pentru circuitul
magnetic;
– fire din Cu acoperite cu email sintetic superrezistent la acţiunea
agentului frigorific, acizilor precum şi solicitărilor termice prelungite;
– materiale plastice diverse şi bumbac folosite la cuplarea infăşurărilor
statorice;
– aluminiu pur (99,5%), turnat sub presiune, constituind rotorul masiv.
Puterea necesară la arboreal unui compressor frigorific variază în
funcţie de turaţie şi de condiţiile de lucru ale instalaţiei deservite, reflectate
în primul rând prin temperaturi (de condensare, de vaporizare şi a mediului
ambient). La rândul lui, motorul electric este proiectat şi realizat pentru a
funcţiona eficient într-o gamă de puteri relative restranse; astfel, pentru un
anumit compressor şi la un regim de funcţionare precizat, există o putere
optimă a motorului electric de antrenare. Schimbarea motorului fiind evident
imposibilă, iar la reglarea puterilor prin turaţie necesitând echipamente
costisitoare.
În cazul motocompresoarelor frigorifice ermetice mici şi mijlocii s-
a optat pentru o altă soluţie şi anume, echiparea aceluiaşi compressor cu
motoare electrice având puteri diferite, determinate de condiţiile de
funcţionare preconizate. Rezultă aşadar trei-cinci versiuni ale aceluiaşi
motocompresor, pentru temperaturi de vaporizare cuprinse între si
şi agenţi frigorifici diverşi. Unui singur agent frigorific pot să-i
corespundă chiar trei motocompresoare cu cilindre identice, destinate
funcţionării la presiuni de aspiraţie scăzute (LBP – Low Back Pressure) la
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 84
Frigider casnic cu comprimare mecanica
presiuni de aspiraţie ridicate (HBP – High Back Pressure) sau în regim de
condiţionare a aerului şi având puterile motoarelor crescătoare în această
ordine. Gama presiunilor de aspiraţie medii (MBP – Medium Back
Pressure) poate fi acoperită cu succes atât de motocompresoarele LCP, cât şi
motocompresoarele HBP.
În tabelul 4.3. sunt prezentate caracteristicile unor tipuri de
motocompresoare româneşti şi străine.
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 85
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Puterea motocompresor
ului
[CP]
Firma producatoar
e
Marca compres
or
Cilindreea
Capacitatea
frigorifică[w]
Puterea consumată
[w]
Puterea frigorif
ică specifi
că [w/w]
Greuta
tea[kg]
1/81/81/61/61/5¼1/81/6FG-0,141/863w90w1/8-----
ToshibaNechiToshibaNechiToshibaToshibaGăeştiGăeştiRusiaRusiaGermaniaKalexYPO-FinJaponicaJaponicaJaponicaJaponicaJaponica
SL-45YMinES4SL-5YMnES5TL-71YMTL-80YNCFO-4,5CFO-6,11005LS-08BKO.52.63.TCHFZ.15PW4.5K9LKZ-311LKZ-313LKZ-315LKZ-317LKZ-319
4,864,05,295,06,727,024,556,068,04,53,053,054,333,03,54,04,54,99
119,7108,5143,4146,0199,4135,0175,0105,0120,0105,086,0-128105130148167185
112,9112,5122,5140150176,7110150107127739012592107130135158
1,060,961,171,041,331,330,800,851,120,830,83-1,021,091,211,321,241,36
6,66,46,66,97,47,48,59,114,48,86,814,18,66,26,46,46,96,9
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 86
Frigider casnic cu comprimare mecanica
4.2. Calculul termic al compresorului cu piston
Se efectuează calculul termic şi al dimensiunilor fundamentale ale
compresorului cu piston necesar pentru combina frigorifică cu putere
frigorifică de 150 W. Se va analiza comparativ utilizarea ca agent frigorific
freonul R 134a şi freonul R 12.
4.2.1.Calculul compresorului cu freon R 134a
Fig. 4.11. Ciclul de funcţionare al compresorului
p1 = 1,336 [bar]
p2 = 11,679 [bar]
a) puterea frigorifică specifică:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 87
cl
PP’
P2= PC
P1 = P0
P1’
n
pr
po
2’3’
4’ 1’
V0 VS
Frigider casnic cu comprimare mecanica
b) debitul masic de agent frigorific:
c) debitul volumic real aspirat de compresor:
d) pierderile teoretice de comprimare:
e) pierderile de presiune prin laminare în supapele compresorului:
- aspiraţia:
- refularea:
f) presiunea medie de refulare:
g) presiunea medie de aspiraţie:
h) raportul real de comprimare:
i) determinarea coeficienţilor de putere:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 88
Frigider casnic cu comprimare mecanica
j) coeficientul de debit corespunzător pierderilor de presiune prin
laminare în supapele de aspiraţie:
k) coeficientul de debit corespunzător supraîncălziri la aspiraţie:
l) coeficientul de debit corespunzător pierderilor masice prin
neetanşeităţi( interstiţiu radial dintre piston şi cilindru):
m) randamentul volumetric ( coeficientul de debit ):
n) debitul volumic teoretic total:
o) lucrul mecanic specific izentropic:
p) puterea teoretică (adiabatică) consumată de compresor:
r) eficienţa frigorifică adiabată:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 89
Frigider casnic cu comprimare mecanica
4.2.2.Calculul compresorului cu freon R12:
a) puterea frigorifică specifică:
b) debitul masic de agent frigorific:
c) debitul volumic real aspirat de compresor
d) pierderile teoretice de comprimare:
e) pierderile de presiune prin laminare în supapele compresorului:
-aspiratia:
-refilare:
f) presiunea medie de refulare:
g) presiunea medie de aspiraţie:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 90
Frigider casnic cu comprimare mecanica
h) raportul real de comprimare:
i) determinarea coeficienţilor de putere:
-valoarea relativa aspatiului mort
j) coeficientul de debit corespunzător pierderilor de presiune prin
laminare în supapele de aspiraţie:
k)coeficientul de debit corespunzător supraîncălziri la aspiraţie:
l) coeficientul de debit corespunzător pierderilor masice prin
neetanşeităţi (interstiţiu radial dintre piston şi cilindru):
m) randamentul volumetric (coeficientul de debit ):
n) debitul volumic teoretic total:
o) lucrul mecanic specific izentropic:
p) puterea teoretică (adiabatică) consumată de compresor:
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 91
Frigider casnic cu comprimare mecanica
r) eficienţa frigorifică adiabată:
4.2.3.Alegerea compresorului
Pentru freonul R134a se propun următoarele variante de compresoare ale firmei Danfoss.
103G6680
Capacity LBP -25/55°C: 80 - 170 WCapacity HBP +5/55°C: 450 - 780 W
characteristic
value
Type FR7.5GWeight 10.550 Kg Total Height 196 mmApplication/energy level Universal CompressorApprovals EN 60335-2-34Height from baseplate 191 mmNumber of compressors on a pallet 80Connector tolerance, comment +/- 0.09Cord relief 103N1010Cover 103N2010Cut-in current HST 8.1 ACut-in current LST 11.4 ADischarge connector bending angle 25 °Discharge connector comment Al-capDischarge connector diameter 6.2 mmDischarge connector material description Cu-plated steelCompressor displacement 6.93 cm³Free gas volume in compressor 1350 cm³
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 92
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Instructions number CI.63.D2.02Application (LBP/MBP/HBP) LBP/MBP/HBPLRA HST 8.1 ALRA LST 6.8 AMax. short term winding temperature 135 °CMax. stationary winding temperature. 125 °CMaximum refrigerfant charge 0.9 kgMotor type RSIRMotor type 2 CSIROil quantity 450 cm³Oil type POEProcess connector, bending angle 30 °Process connector, comment Al-capProcess connector, diameter 6.2 mmProcess connector, material description Cu-plated steelPTC RSIR 4.8mm 103N0018PTC RSIR 6.3mm 103N0011Primary refrigerant R134aResistance auxiliaury winding 13 OhmResistance main winding 10.7 OhmStart Capacitor 117U5015Start Capacitor capacitance 80 micro FStarting relay HST 117U6001Suction connector, bending angle 30 °Suction connector, comment Al-capSuction connector, diameter 8.2 mmSuction connector, material description Cu-plated steelVoltage & frequency 240 VVoltage & frequency 220 VVoltage & frequency 240 VVoltage & frequency 220 VWeight [kg] 10.6 kg
104G8100
Capacity LBP -25/55°C: 110 - 660 WCapacity HBP +5/55°C: 760 - 3100 W
characteristic
value
Type SC21F
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 93
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Weight 13.674 Kg Total Height 219 mmApplication/energy level Standard CompressorApprovals EN60335-2-34Height from baseplate 213 mmConnector height S + P 193 mmDischarge connector height 110 mmNumber of compressors on a pallet 80Connector tolerance, comment +/- 0.09Cord relief 103N1004Cover 103N2009Cut-in current HST 18.6 ADischarge connector bending angle 37 °Discharge connector comment Al-capDischarge connector diameter 6.2 mmDischarge connector material description Cu-plated steelCompressor displacement 20.95 cm³Free gas volume in compressor 1460 cm³Instructions number CI.64.A1.02Application (LBP/MBP/HBP) LBPLRA HST 18.6 AMax. short term winding temperature 135 °CMax. stationary winding temperature. 125 °CMaximum refrigerfant charge 1.3 kgMotor type CSIROil quantity 550 cm³Oil type POEProcess connector, bending angle 37 °Process connector, comment Al-capProcess connector, diameter 6.2 mmProcess connector, material description Cu-plated steelPrimary refrigerant R134aResistance auxiliaury winding 14.1 OhmResistance main winding 3.7 OhmStart Capacitor 117U5017Start Capacitor capacitance 80 micro FStarting relay HST 117U6019Suction connector, bending angle 37 °Suction connector, comment Al-capSuction connector, diameter 10.2 mmSuction connector, material description Cu-plated steelVoltage & frequency 240 VVoltage & frequency 220 VWeight [kg] 13.7 kg
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 94
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica 95
Frigider casnic cu comprimare mecanica
Universitatea Tehnica ,,Gheorghe Asachi” Iasi – Facultatea de Mecanica
Capacity LBP -25/55°C: 80 - 170 WCapacity HBP +5/55°C: 450 - 780 W
characteristic valueType FR7.5GWeight 10.540 Kg Total Height 196 mmApplication/energy level Universal CompressorApprovals EN 60335-2-34Height from baseplate 191 mmNumber of compressors on a pallet 80Connector tolerance, comment +/- 0.09Cord relief 103N1010Cover 103N2010Cut-in current HST 8.1 ACut-in current LST 11.4 ADischarge connector bending angle 25 °Discharge connector comment Al-capDischarge connector diameter 6.5 mmDischarge connector material description Cu-plated steelCompressor displacement 6.93 cm³Free gas volume in compressor 1350 cm³Instructions number CI.63.D2.02Application (LBP/MBP/HBP) LBP/MBP/HBPLRA HST 8.1 ALRA LST 6.8 AMax. short term winding temperature 135 °CMax. stationary winding temperature. 125 °CMaximum refrigerfant charge 0.9 kgMotor type RSIRMotor type 2 CSIROil quantity 450 cm³Oil type POEProcess connector, bending angle 90 °Process connector, comment Al-capProcess connector, diameter 6.5 mmProcess connector, material description Cu-plated steelPTC RSIR 4.8mm 103N0018PTC RSIR 6.3mm 103N0011Primary refrigerant R134aResistance auxiliaury winding 13 OhmResistance main winding 10.7 OhmStart Capacitor 117U5015Start Capacitor capacitance 80 micro FStarting relay HST 117U6001Suction connector, bending angle 90 °Suction connector, comment Al-capSuction connector, diameter 8.2 mmSuction connector, material description Cu-plated steelVoltage & frequency 240 VVoltage & frequency 220 VVoltage & frequency 240 VVoltage & frequency 220 VWeight [kg] 10.6 kg
96