Bancada Didática de Demonstração do Ciclo de Refrigeração Controlada por Computador Edibon TCRC

A Unidade de Demonstração do Ciclo de Refrigeração Controlada por Computador (TCRC) permite a demonstração do ciclo de refrigeração por compressão de vapor e bomba de calor com observação visual de todos os processos importantes.

Graças ao utilizar um fluido refrigerante não tóxico com baixa pressão de vapor (refrigerante SES36, amigo do ambiente), os processos de evaporação e condensação são claramente visíveis nos cilindros de vidro (evaporador e condensador).

O evaporador é um cilindro vertical, feito de vidro, contendo SES36, fechado nas duas extremidades. No cilindro de vidro há uma bobina de cobre niquelada. Um compressor hermético aspira o vapor do evaporador e o comprime antes de descarregá-lo no condensador. A baixa pressão do evaporador faz com que o refrigerante ferva. A água que flui através da bobina aquece o refrigerante, causando a geração de vapores e a temperatura da água diminui. Do compressor, o vapor de alta pressão passa para o condensador.

O condensador, como evaporador, é um recipiente de vidro fechado nas duas extremidades com uma bobina de cobre niquelado. O vapor condensa na superfície da bobina e cai no fundo do condensador. O calor liberado pela mudança de fase do refrigerante é transferido para a água de resfriamento que flui através da bobina.

A válvula de bóia localizada na base do condensador, que funciona como uma válvula de expansão, controla o fluxo de líquido refrigerante de alta pressão que retorna ao evaporador. O refrigerante, depois de passar pela válvula flutuante, se expande para formar uma mistura de vapor líquido na mesma pressão do evaporador e o ciclo é repetido. Além disso, é instalada uma válvula isolante na parte inferior do condensador, que pode ser fechada para a demonstração da técnica utilizada na manutenção de instalações de refrigeração, comerciais ou industriais, onde o refrigerante é coletado e armazenado no condensador.

Essa técnica é importante para demonstrar como evitar um possível vazamento de gás refrigerante durante as operações de manutenção. A unidade permite uma operação segura, pois inclui diferentes elementos de segurança, como um pressostato de alta pressão que desliga o compressor quando a pressão no condensador e na parte superior do condensador, a unidade possui uma válvula de alívio que se abre quando a pressão do condensador é maior que a válvula máxima permitida. Pelo ajuste do fluxo de água nas bobinas do evaporador e condensador, usando válvulas de controle, as pressões de condensação e evaporação podem variar.

Podemos controlar a unidade e saber, a qualquer momento, a medida de:

- A temperatura e a pressão do fluido refrigerante no evaporador e no condensador.

- A temperatura dos processos de compressão e expansão.

- A temperatura da entrada e saída da água nas serpentinas do evaporador e do condensador.

- O fluxo de água nas duas bobinas.

- a temperatura ambiente.

- A energia elétrica usada no estágio de compressão. Etc.

Esta Unidade Controlada por Computador é fornecida com o Sistema de Controle de Computador EDIBON (SCADA) e inclui: A própria unidade + uma Caixa de Interface de Controle + uma Placa de Aquisição de Dados + Pacotes de Software de Controle de Computador, Aquisição de Dados e Gerenciamento de Dados, para controlar o processo e todos parâmetros envolvidos no processo.

POSSIBILIDADES PRÁTICAS:

1.- Demonstração do ciclo de refrigeração por compressão de vapor e bomba de calor e visualização dos processos mais importantes.

2.- Relação entre pressão e temperatura.

3.- Demonstração da transferência de refrigerante do evaporador para o condensador.

4.- Demonstração de carregamento.

5.- Demonstração do efeito do ar em um sistema de refrigeração (refrigeração).

6.- Efeito da temperatura de evaporação e condensação na taxa de refrigeração (resfriamento) e na transferência de calor no condensador.

7.- Análise do efeito da relação pressões no comportamento do sistema.

8.- Determinação dos coeficientes de operação do sistema: coeficiente de trabalho como refrigerador e como bomba de calor.

9.- Medição da energia elétrica.

10.-Estimativa do coeficiente global de transmissão de calor entre o refrigerante SES36 e a água. Possibilidades práticas adicionais:

11.-Calibração dos sensores. Outras possibilidades a serem feitas com esta unidade:

12.-Muitos estudantes visualizam resultados simultaneamente. Visualizar todos os resultados em tempo real na sala de aula por meio de um projetor ou um quadro branco eletrônico.

13.-Controle aberto, controle multicontrole e controle em tempo real. Esta unidade permite intrinsecamente e / ou extrinsecamente alterar o alcance, ganhos; parâmetros proporcionais, integrais, derivados; etc, em tempo real.

14.-O Sistema de Controle de Computador com SCADA permite uma simulação industrial real.

15.-Esta unidade é totalmente segura, pois utiliza dispositivos de segurança mecânicos, elétricos e eletrônicos e de software.

16.-Esta unidade pode ser usada para fazer pesquisas aplicadas.

17.-Esta unidade pode ser usada para ministrar cursos de treinamento para indústrias, mesmo para outras instituições de ensino técnico.

18.-Controle do processo da unidade TCRC através da caixa da interface de controle sem o computador.

19.-Visualização de todos os valores dos sensores utilizados no processo da unidade TCRC.

- Ao usar o PLC-PI, mais 19 exercícios adicionais podem ser realizados.

- Vários outros exercícios podem ser feitos e projetados pelo usuário.

ESPECIFICAÇÕES:

With this unit there are several options and possibilities:

 - Main items: 1, 2, 3, 4, 5 and 6.

 - Optional items: 7, 8, 9 and 10.

Let us describe first the main items (1 to 6):

TCRC. Unit:

Bench-top unit.

Anodized aluminum structure and panels of painted steel.

Main metallic elements of stainless steel.

Diagram in the front panel with distribution of the elements similar to the real one.

Compressor:

 Hermetic compressor computer controlled.

 Power: 1/2 CV.

Condenser:

Vertical transparent cylinder, through which the coil of heat exchange can

be seen.

 Totally hermetic by viton joints.

 It has a copper coil through which circulates cooling water inside:

 9 nickel-plated copper spires.

 Diameter of coil: 1/4”.

 Heat transfer area: 0.032 m² approx.

Expansion:

Expansion valve, float type, that is assembled on the condenser.

Sight glass placed between the expansion valve and the evaporator, to

show the formation of vapour bubbles after the expansion valve.

Evaporator:

Vertical transparent cylinder, through which the coil of heat exchange can

be seen.

Totally hermetic by viton joints.

It has a copper coil through which circulates water to promote the

ebullition inside:

 9 nickel-plated copper spires.

 Diameter of coil: 1/4”.

 Heat transfer area: 0.032 m² approx.

Instrumentation:

11 temperature sensors (”J” type) that indicate the water output and input temperatures, both in the

condenser and in the evaporator, and the evaporation, condensation, expansion and enviromental

temperatures.

2 flow sensors to measure the water flow (condenser and evaporator), range: from 0.25 to 6.5 l./min.

 2 pressure sensors indicate the refrigerant fluid pressure in the condenser and in the evaporator:

 Pressure sensor (condenser): from 0 to 6 bar.

 Pressure sensor (evaporator): from -1 to 1.6 bar.

 Power measurement from computer. Measure range from 0 to 1000W.

The unit has all necessary security measures for safe work:

 Relief valve with a tare of 2.4 bar, so in case of overpressure in the condenser it will open.

 High pressure cut-out, that stops the compressor if the condensation pressure exceeds 2.3 bar.

Other valves:

 Isolation valves to allow easy maintenance and modification.

 Control valves.

This unit has been designed for the use with the SES36 refrigerant gas, environmental friendly.

With the unit is supply following diagrams:

 Mollier diagram of SES36 refrigerant.

 Entalpy diagram of SES36 refrigerant.