Refrigeració per cicle d’aire
Entre altres tècniques frigorífiques i de climatització, la refrigeració per cicle d'aire és un sistema basat en l'expansió d'aire comprimit combinada amb l'extracció d'energia a partir d'un motor o turbina.
Aquest sistema funciona com un invers del cicle de Brayton i s'anomena cicle de Joule, cicle de Bell Coleman o refrigeració per cicle d'aire.[1]
Història[modifica]
El cicle d'aire fou emprat el segle xix en cambres frigorífiques de vaixells.[2] Des de la introducció i generalització dels motors de reacció, els sistemes d'aire condicionat de molts avions es basen en el cicle esmentat.[3]
Efecte de refredament[modifica]
Les consideracions teòriques són més senzilles analitzant un circuit tancat per qual circula l'aire. Les aplicacions pràctiques acostumen a ser molt diferents.
Cas més senzill[modifica]
El circuit consta d'un compressor, un radiador, una turbina d'expansió i un bescanviador.
- En el compressor, accionat per un motor, l'aire és comprimit i s'escalfa.
- L'aire calent passa a un radiador (generalment un bescanviador aire-aire) que el refreda parcialment.
- La turbina d'expansió fa que l'aire és refredi encara més, tot i rebaixant la pressió.
- La turbina proporciona energia mecànica, aprofitada de forma adequada segons el projecte concret.
- L'aire de sortida de la turbina passa per un bescanviador que permet refredar el fluid desitjat que, generalment, es tracta d'aire.
Resum[modifica]
L'aire comprimit amb un compressor (mitjançant una gran quantitat d'energia) es refreda i permet el seu ús segons el projecte previst. L'energia proporcionada per la turbina (molt menor que la que requereix el compressor) pot ser aprofitada per a moure dispositius auxiliars o per a ajudar a moure el compressor.
Sistemes d'aire condicionat en avions[modifica]
A partir del sistema bàsic explicat més amunt, hi ha diversos sistemes d'aire condicionat emprats en aviació.[4] El primer sistema fou projectat i fabricat per la firma Garrett AiResearch per a l'avió de caça Lockheed P-80 Shooting Star.
Compressor[modifica]
El compressor és el mateix que el del motor (o un dels motors) de l'avió. Una petita part de l'aire comprimit és derivat cap al sistema d'aire condicionat.
Problemàtica[modifica]
Solucionar tots els problemes del condicionament d'aire en un avió és relativament complicat. L'objectiu és clar: cal proporcionar a la tripulació i passatgers un aire amb les condicions adequades (temperatura, pressió, humitat, contingut d'oxigen…) a partir d'un aire exterior que es pot presentar en condicions extremes. En la pràctica les solucions són relativament variades i complexes. El sistema de cicle d'aire és prou senzill però necessita dispositius auxiliars que permetin regular les condicions de treball de cara a obtenir resultats satisfactoris i fiables.
Referències[modifica]
- ↑ C. P. Arora. Refrigeration and Air Conditioning. Tata McGraw-Hill Education, 2000, p. 386–. ISBN 978-0-07-463010-5.
- ↑ Rubén O. Morawicki. Handbook of Sustainability for the Food Sciences. John Wiley & Sons, 20 març 2012, p. 182–. ISBN 978-0-8138-1735-4.
- ↑ Jai Shankar V. P.. Basic Mechanical Engineering (MGU) Kerala. Laxmi Publications, 2013, p. 99–. ISBN 978-93-81159-40-8.
- ↑ Flying Magazine, octubre 1986, p. 17–. ISSN 00154806.
Vegeu també[modifica]
- Refrigeració
- Refrigeració per compressió de vapor
- Refrigeració per evaporació
- Refrigeració regenerativa
- Cicle de Carnot
