Explicación de los principios del sistema HVAC

Principio del sistema de suministro dual de bomba de calor de fuente de aire

El principio de funcionamiento de una bomba de calor aerotérmica consiste en utilizar refrigerante como medio de calentamiento en invierno, absorber la energía térmica del aire y, mediante un compresor, convertir la energía térmica de baja temperatura en energía térmica de alta temperatura, calentando así el agua circulante en el sistema. En verano, el refrigerante se utiliza para absorber el frío del aire. El compresor reduce la energía térmica de alta temperatura a energía fría de baja temperatura, y el sistema de refrigeración hace circular el agua.

Principio del sistema de refrigeración Vortex

Un compresor de refrigeración de vórtice se compone de dos vórtices móviles y estacionarios con perfiles de ecuación de doble función que se entrelazan. Durante los procesos de succión, compresión y escape, el disco estacionario está fijado al bastidor, mientras que el disco móvil es accionado por un eje excéntrico y limitado por un mecanismo antirrotación, girando en un plano de radio pequeño alrededor del centro del círculo base del disco estacionario.

El gas se aspira hacia la periferia del disco estacionario a través de un filtro de aire. Con la rotación del eje excéntrico, el gas se comprime gradualmente en varias cámaras de compresión en forma de medialuna, formadas por la fusión de los discos estacionario y fijo, y luego se expulsa continuamente desde el orificio axial del componente central del disco estacionario.

 Principio de refrigeración por absorción Principio de refrigeración por absorción

La refrigeración por absorción utiliza refrigerantes naturales como el agua o el amoníaco, que son inofensivos para el medio ambiente y la capa de ozono atmosférico;

Utilizando la energía térmica como fuente de energía motriz, además de utilizar la energía térmica generada por el vapor y el combustible de la caldera, también se puede utilizar energía térmica de bajo grado, como calor residual, calor residual y energía solar, logrando propósitos duales de refrigeración y calefacción (calefacción) en la misma unidad.

Principio de Carnot inverso

El ciclo de Carnot inverso es un ciclo de refrigeración reversible ideal, que consta de dos procesos de temperatura constante y dos procesos adiabáticos.

Durante el ciclo, las fuentes de calor de alta y baja temperatura se mantienen constantes, y no hay diferencia de temperatura de transferencia de calor entre el refrigerante y la fuente de calor en el condensador y el evaporador. El refrigerante fluye a través de diversos equipos sin considerar pérdidas. Por lo tanto, el ciclo de Carnot inverso es un ciclo de refrigeración ideal con el mayor coeficiente de refrigeración, pero no es posible implementarlo en ingeniería.

ciclo transcrítico del CO2

El refrigerante de CO₂ a baja temperatura y baja presión absorbe calor del medio ambiente circundante o del objeto enfriado en el evaporador y se transforma de líquido a vapor sobrecalentado a baja presión. El vapor de CO₂ a baja presión ingresa al compresor de refrigeración de CO₂ y se comprime adiabáticamente en gas a alta presión y alta temperatura. Posteriormente, el gas de CO₂ a alta presión y alta temperatura ingresa al enfriador de aire, intercambia calor con el medio refrigerante, lo libera y se enfría a presión constante.

Luego, ingresa al dispositivo de estrangulamiento (o máquina de expansión) para la estrangulación adiabática (o expansión adiabática) y la producción de vapor húmedo a baja presión y baja temperatura. El CO₂ líquido a baja presión y baja temperatura reingresa al evaporador para la absorción de calor y evaporación a presión constante, lo que reduce la temperatura del medio enfriado y genera capacidad de enfriamiento. Repita el ciclo de esta manera para lograr un enfriamiento continuo.

Sistema de ciclo de refrigeración en cascada

Un sistema de refrigeración en cascada que consta de tres ciclos de compresión de una sola etapa. En este ciclo, el CO₂ actúa como gas de alimentación y refrigerante, y el sistema opera en un ciclo abierto. 

El líquido a alta presión que sale del condensador se divide en dos partes: una parte se estrangula a la presión intermedia mediante la válvula de mariposa del intercooler y se evapora en el intercooler; la otra parte fluye a través del enfriador intermedio dentro del serpentín e intercambia calor con el vapor refrigerante evaporado bajo la presión intermedia fuera del tubo, logrando el propósito de sobreenfriamiento. 

Luego ingresa al recalentador para un sobreenfriamiento adicional y se regula mediante una válvula de mariposa para reducir la presión de condensación a la presión de evaporación antes de evaporarse y enfriarse en el evaporador. 

El vapor saturado del refrigerante que sale del evaporador es recalentado por el recalentador, aspirado por el compresor de baja presión, comprimido a presión intermedia y descargado en la tubería de succión del compresor de alta presión. Tras mezclarse con el vapor saturado que sale del intercooler, entra en el compresor de alta presión y se comprime a presión de condensación. Se condensa en líquido a alta presión en el condensador y luego vuelve a circular.

Sistema de licuefacción de hidrógeno con refrigeración por helio

El sistema de licuefacción de hidrógeno para la refrigeración con helio consta de dos partes: el proceso de licuefacción de hidrógeno y el ciclo de refrigeración de hidrógeno. En el proceso de licuefacción de hidrógeno, el gas hidrógeno comprimido se preenfría con helio líquido y se condensa en líquido mediante helio frío en un intercambiador de calor.

Principio de refrigeración por compresión de vapor

Compuesto por un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador, se conectan mediante tuberías para formar un sistema sellado. El líquido refrigerante intercambia calor con el objeto enfriado a baja temperatura en el evaporador, absorbe el calor del objeto enfriado y se vaporiza, produciendo vapor a baja presión que es aspirado por el compresor y comprimido antes de ser descargado a alta presión.

El refrigerante gaseoso a alta presión descargado por el compresor ingresa al condensador y se enfría con agua o aire a temperatura ambiente, condensándose en líquido a alta presión. Al pasar por la válvula de expansión, el líquido a alta presión se convierte en una mezcla bifásica gas-líquido a baja presión y baja temperatura, que ingresa al evaporador. El refrigerante líquido se evapora y se enfría en el evaporador, y el vapor a baja presión generado es aspirado nuevamente por el compresor.

Este ciclo se repite, se repite constantemente.