Fonctions d'un compresseur de réfrigération

Un compresseur de réfrigérateur est au centre du cycle de réfrigération. Il fonctionne comme une pompe pour contrôler la circulation du réfrigérant, et il ajoute de la pression au réfrigérant, le chauffant. Le compresseur aspire également la vapeur de l'évaporateur pour maintenir une pression et une température plus basses avant de l'envoyer au condenseur.

Une compréhension approfondie du rôle d'un compresseur de réfrigération ne peut exister sans une discussion le cycle de réfrigération, qui consiste essentiellement en la transformation d'un liquide en gaz et retour encore. (Si vous n'êtes pas intéressé par les détails, sautez simplement cette étape.) Il y a cinq étapes principales pour un circuit de réfrigération: l'évaporation, la compression, la condensation, la réception et l'expansion. 1) Évaporation: Le réfrigérant liquide entre dans l'évaporateur. Il absorbe la chaleur lorsqu'il s'évapore, ce qui produit un refroidissement. Le réfrigérant de l'évaporateur est introduit dans un réservoir sous forme de gaz surchauffé faible ou saturé. La pression dans le réservoir augmente jusqu'à ce qu'elle soit égale à la pression dans l'évaporateur. Le débit de réfrigérant s'arrête et la température dans le réservoir et l'évaporateur monte à la température ambiante. 2) Compression: Pour maintenir les pressions et les températures plus basses nécessaires, un compresseur est nécessaire pour éliminer la vapeur. Le circuit de réfrigération étant fermé, l'équilibre est maintenu. Cela signifie que si le compresseur élimine la vapeur plus rapidement qu'il ne peut se former, la pression chutera et avec elle la température dans l'évaporateur. Alternativement, si la charge sur l'évaporateur augmente et que le réfrigérant s'évapore plus rapidement, la température et la pression dans l'évaporateur augmenteront. L'énergie dont un compresseur a besoin est appelée entrée de compression et est transférée à la vapeur de réfrigération. 3) Condensation: Après avoir quitté le compresseur, le réfrigérant se déplace vers le condenseur, ce qui dégage de la chaleur qui est transférée à l'air ou à l'eau ayant une température plus basse. La quantité de chaleur dégagée est la chaleur absorbée par le réfrigérant dans l'évaporateur plus la chaleur créée par l'entrée de compression. Le sous-produit de ceci est que la vapeur se transforme en liquide, qui est ensuite envoyé au récepteur. 4) Réception: La pression dans le récepteur est supérieure à la pression dans l'évaporateur en raison de la compression et doit donc être abaissée pour correspondre à la pression d'évaporation. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation d'un détendeur. 5) Expansion: Avant que le liquide ne pénètre dans le détendeur, la température sera juste en dessous du point d'ébullition. Une réduction soudaine de la pression dans le détendeur fait bouillir et évaporer le liquide. Cette évaporation a lieu dans l'évaporateur et le circuit est complet. Le fonctionnement d'une installation de réfrigération implique de nombreuses températures différentes, mais en principe, il n'y a que deux pressions: la pression d'évaporation et la pression de condensation.

Les principaux types de compresseurs frigorifiques sont alternatifs, à vis, à spirale et centrifuges. Ils sont utilisés dans la réfrigération, les pompes à chaleur et les applications de climatisation, telles que la transformation des aliments, les patinoires et les arénas, et la fabrication pharmaceutique.

Les compresseurs à vis rotatifs ont des broches à vis qui compressent le gaz lorsqu'il entre par l'évaporateur. Le compresseur à vis présente un fonctionnement en douceur et des exigences de maintenance minimales; ces compresseurs ne nécessitent généralement que des changements d'huile, de filtre à huile et de séparateur air / huile. Des contrôleurs à microprocesseur sont également disponibles pour les compresseurs rotatifs standard, qui permettent au rotatif de rester chargé à 100% du temps. Il existe deux types de compresseurs à vis rotatifs: simple et double.

Un compresseur alternatif utilise un mécanisme de déchargement actionné par piston avec des goupilles à ressort pour soulever la plaque de soupape d'aspiration de son siège, permettant à l'unité d'être utilisée à n'importe quel rapport de pression. Cette action est similaire à un moteur à combustion interne dans une voiture. Ce type de compresseur est efficace à pleine charge et à charge partielle. D'autres avantages incluent des commandes simples et la possibilité de contrôler la vitesse grâce à l'utilisation d'entraînements par courroie. Le compresseur alternatif est utilisé dans les applications à faible puissance.

Les compresseurs Scroll fonctionnent en déplaçant un élément en spirale à l'intérieur d'une autre spirale stationnaire pour produire des poches de gaz qui, à mesure qu'elles deviennent plus petites, augmentent la pression du gaz. Pendant la compression, plusieurs poches sont compressées à la fois. En maintenant un nombre pair de poches de gaz équilibrées sur les côtés opposés, les forces de compression à l'intérieur de la spirale défilent et réduisent les vibrations à l'intérieur du compresseur. Ce type de compresseur utilise la conception Scroll au lieu d'un cylindre fixe ou d'un piston ou d'un mécanisme de compression unilatéral, éliminant l'espace perdu dans la chambre de compression et éliminant la nécessité de comprimer le gaz encore et encore pendant le cycle (recompression). Cela réduit la consommation d'énergie.

Les compresseurs centrifuges compressent le gaz réfrigérant grâce à la force centrifuge créée par les rotors qui tournent à grande vitesse. Cette énergie est ensuite envoyée à un diffuseur, qui en convertit une partie en pression accrue. Il le fait en élargissant la région du volume d'écoulement pour ralentir la vitesse d'écoulement du fluide de travail. Les diffuseurs peuvent utiliser des profils aérodynamiques, également appelés aubes, pour améliorer cela. Les compresseurs centrifuges conviennent à la compression de grands volumes de gaz à des pressions modérées.