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INFORMATION SHEET PAGE 27 OF 27

P O I : E n g i n e e r i n g O f f i c e r R e f r e s h e r C o u r s e

TITLE: R e f r i g e r a t i o n B a s i c P r i n c i p l e s

MARINE TRAINING

I N T R O D U C T I O NI N T R O D U C T I O N

I n a R e f r i g e r a t i o n o r A i r C o n d i t i o n i n g s y s t e m , e i t h e r d o m e s t i c o r

u s e d i n M a r i n e a p p l i c a t i o n s , h e a t i s t a k e n f r o m o n e a r e a a n d

r e l e a s e d i n a n o t h e r . A s t h e h e a t i s r e m o v e d , t h e a r e a b e c o m e s

c o o l e r .

R e f r i g e r a t i o n u n i t s a r e u s e d o n b o a r d t h e v e s s e l t o :

P r e s e r v e f o o d s u p p l i e sP r e s e r v e f o o d s u p p l i e s

T r a n s p o r t p e r i s h a b l e f o o d ( c o m m i s s a r y s u p p l y )T r a n s p o r t p e r i s h a b l e f o o d ( c o m m i s s a r y s u p p l y )

C o o l a c c o m m o d a t i o n s p a c e s ( a i r c o n d i t i o n i n g )C o o l a c c o m m o d a t i o n s p a c e s ( a i r c o n d i t i o n i n g )

R e m o v e m o i s t u r e f r o m a i r s y s t e m s ( r e f r i g e r a t e d d r y e r s )R e m o v e m o i s t u r e f r o m a i r s y s t e m s ( r e f r i g e r a t e d d r y e r s )

T h i s m o d u l e w i l l e x p l a i n t h e b a s i c p r i n c i p l e s o f r e f r i g e r a t i o n a n d

i s d i v i d e d i n t o t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s :

H e a t T r a n s f e rH e a t T r a n s f e r

C h a n g e s i n S t a t e ( C o n d i t i o n )C h a n g e s i n S t a t e ( C o n d i t i o n )

T e r m i n o l o g yT e r m i n o l o g y

P r e s s u r e - T e m p e r a t u r e R e l a t i o n s h i pP r e s s u r e - T e m p e r a t u r e R e l a t i o n s h i p

M a i n C o m p o n e n t sM a i n C o m p o n e n t s




MARINE TRAINING

H E A T T R A N S F E RH E A T T R A N S F E R

T h e t r a n s f e r o f h e a t c a n o n l y t a k e p l a c e b e t w e e n t w o o b j e c t s i f

t h e r e i s a d i f f e r e n c e i n t e m p e r a t u r e b e t w e e n t h e m .

I n a l l c a s e s , t h e h e a t w i l l t r a v e l f r o m t h e w a r m e r o b j e c t t o t h e

c o o l e r o n e .

T h e t r a n s f e r o f h e a t c a n h a p p e n i n a n y , o r a l l , o f t h r e e w a y s :

C o n v e c t i o nC o n v e c t i o n

C o n d u c t i o nC o n d u c t i o n

R a d i a t i o nR a d i a t i o n

C O N V E C T I O NC O N V E C T I O N

T h e p h y s i c a l m o v e m e n t o f a f l u i d ( l i q u i d o r g a s ) c a u s e s t h i s

t y p e o f h e a t t r a n s f e r . A s f l u i d s b e c o m e c o o l , t h e i r d e n s i t y

i n c r e a s e s . A s t h e y w a r m u p , t h e i r d e n s i t y d e c r e a s e s .

C o o l e r f l u i d s w i l l t e n d t o s i n k a n d p u s h t h e w a r m e r , l i g h t e r

f l u i d s u p . T h i s u n e q u a l h e a t i n g o f a f l u i d c a u s e s c u r r e n t w i t h i n

t h e f l u i d c a l l e d C O N V E C T I O N c u r r e n t s . S e e F i g u r e 1 .




MARINE TRAINING

F i g u r e 1

F i g u r e 2

F i g u r e 1 a l s o s h o w s t h e p r i n c i p l e s o f C O N D U C T I O NC O N D U C T I O N a n d

R A D I A T I O NR A D I A T I O N .

C O N V E C T I O NC O N V E C T I O N

B A R G E T S H O T

R A D I A T I O NR A D I A T I O NWATER TEMPERATURE 1000C

H E AT S O U R C E

C O N D U C T I O NC O N D U C T I O N

H E AT S O U R C E

W AT E R AT 2 1 0 C I R O N B A R AT 1 0 0 0 C

C O N V E C T I O N C U R R E N T S




MARINE TRAINING

C O N D U C T I O NC O N D U C T I O N

C o n d u c t i o n i s t h e t r a n s f e r o f h e a t b e t w e e n t w o o b j e c t s t h a t a r e

i n d i r e c t c o n t a c t w i t h e a c h o t h e r .

B y h e a t i n g a c u p o f w a t e r a n d p l a c i n g a n i r o n b a r i n t h e w a t e r ,

t h e b a r w i l l b e c o m e h o t d u e t o t h e t r a n s f e r o f h e a t f r o m t h e

w a t e r t o t h e b a r .

R A D I A T I O NR A D I A T I O N

R a d i a t i o n i s t h e h e a t t h a t c a n b e f e l t w i t h o u t t o u c h i n g t h e

o b j e c t . T h e h e a t f r o m t h e s u n c a n b e f e l t e v e n t h o u g h t h e r e i s

n o a i r i n s p a c e t o c o n d u c t t h e h e a t .

R a d i a t i o n o f h e a t i s v e r y c l o s e l y l i n k e d t o c o n d u c t i o n a n d c a n

b e i g n o r e d w h e n d i s c u s s i n g r e f r i g e r a t i o n c i r c u i t s .




MARINE TRAINING

H E A T T R A N S F E R I N A R E F R I G E R A T I O N S Y S T E MH E A T T R A N S F E R I N A R E F R I G E R A T I O N S Y S T E M

A r e f r i g e r a t i o n s y s t e m c a n b e l o o k e d u p o n a s a h e a t - t r a n s f e r

u n i t , w h e r e t h e h e a t i s a b s o r b e d ( t a k e n i n ) i n o n e c o m p o n e n t i n

t h e c i r c u i t a n d r e l e a s e d i n a n o t h e r .

F i g u r e 3

T h e r e f r i g e r a n t a b s o r b s t h e h e a t a s i t p a s s e s t h r o u g h t h e

e v a p o r a t o r a n d r e l e a s e s t h e h e a t a s i t p a s s e s t h r o u g h t h e

c o n d e n s e r .

T h e f l u i d c i r c u l a t i n g b e t w e e n t h e E V A P O R A T O RE V A P O R A T O R a n d t h e

C O N D E N S E RC O N D E N S E R i s c a l l e d a R E F R I G E R A N TR E F R I G E R A N T .

T h e m a n u f a c t u r e r c h o o s e s t h e t y p e o f r e f r i g e r a n t . A l l t h e m a j o r

c o m p o n e n t s i n t h e c i r c u i t a r e d e s i g n e d t o u s e t h a t p a r t i c u l a r

r e f r i g e r a n t .

C o m m o n r e f r i g e r a n t s i n u s e t o d a y a r e C . F . C . g a s e s a n d a r e

c o m m o n l y k n o w n b y t h e i r t r a d e n a m e o f F R E O N .

E VA P O R AT O R C O N D E N S E R

H E AT I NH E AT I NH E AT O U TH E AT O U T




MARINE TRAINING

I n t h e e v a p o r a t o re v a p o r a t o r , h e a t i s a b s o r b e d b y t h e r e f r i g e r a n t a s i t

p a s s e s t h r o u g h t h e t u b e s w h i l s t t h e f a n p a s s e s t h e r o o m ’ s

r e l a t i v e l y w a r m e r a i r o v e r t h e t u b e s .

T h e h e a t p a s s e s f r o m t h e m o v i n g a i r t h r o u g h t h e t u b e w a l l a n d

i n t o t h e r e f r i g e r a n t . S e e F i g u r e 4 .

F i g u r e 4

I n t h e c o n d e n s e rc o n d e n s e r , t h e h e a t a b s o r b e d b y t h e r e f r i g e r a n t i s

r e l e a s e d t o t h e c o o l i n g m e d i u m – u s u a l l y s e a w a t e r , b u t m a y a l s o

b e a i r .

F i g u r e 5 s h o w s a t u b e i n t h e c o n d e n s e r w h e r e t h e s e a w a t e r

f l o w s t h r o u g h t h e t u b e a n d t h e r e f r i g e r a n t p a s s e s o v e r t h e t u b e .

T h e F r e o n e n t e r s t h e c o n d e n s e r a s a v a p o r w h e r e i t g i v e s u p

h e a t a n d t u r n s t o l i q u i d .

C O L D F R E O N I N

W A R M E R F R E O N O U T

H E AT T R A N S F E R F R O M A I R PA S S I N G O V E R T U B E




MARINE TRAINING

F i g u r e 5

F A C T O R S A F F E C T I N G H E A T T R A N S F E RF A C T O R S A F F E C T I N G H E A T T R A N S F E R

T h e r e a r e s e v e r a l t h i n g s t h a t a f f e c t h o w w e l l t h e h e a t i s

t r a n s f e r r e d b e t w e e n t h e r e f r i g e r a n t a n d t h e s e a w a t e r i n t h e

c o n d e n s e r a n d t h e r e f r i g e r a n t a n d t h e a i r i n t h e e v a p o r a t o r .

1 . T e m p e r a t u r e D i f f e r e n c eT e m p e r a t u r e D i f f e r e n c e

T h e r a t e a t w h i c h t h e h e a t i s t r a n s f e r r e d d e p e n d s o n t h e

d i f f e r e n c e i n t h e t e m p e r a t u r e s o f t h e t w o f l u i d s . T h e l a r g e r t h e

d i f f e r e n c e , t h e q u i c k e r t h e h e a t t r a n s f e r s .

S E A W AT E R I N

S E A W AT E R O U T

F R E O N VA P O R




MARINE TRAINING

2 . S u r f a c e A r e aS u r f a c e A r e a

T h e l a r g e r t h e s u r f a c e a r e a a v a i l a b l e f o r h e a t t r a n s f e r i s , t h e

q u i c k e r t h e t r a n s f e r c a n t a k e p l a c e .

M a n y e v a p o r a t o r s a n d c o n d e n s e r u s e “ f i n s ” o n t h e i r t u b e s i n

o r d e r t o i n c r e a s e t h e s u r f a c e a v a i l a b l e . S e e F i g u r e 6 .

T h e r a d i a t o r o n y o u r c a r w i l l a l s o b e “ f i n n e d ” f o r t h e s a m e

r e a s o n

F i g u r e 6

3 . F l o w R a t eF l o w R a t e

T h e f a s t e r t h e f l o w , t h e q u i c k e r t h e h e a t c a n b e t r a n s f e r r e d .

F o r e x a m p l e , b y s t a n d i n g i n f r o n t o f a m o v i n g f a n , y o u w i l l f e e l

c o o l e r b e c a u s e t h e r e i s m o r e c o o l i n g e f f e c t d u e t o t h e i n c r e a s e d

f l o w o f a i r a c r o s s y o u r b o d y .

F I N S T O I N C R E A S E S U R F A C E A R E A




MARINE TRAINING

4 . T h e r m a l C o n d u c t i v i t yT h e r m a l C o n d u c t i v i t y

T h e r a t e o f h e a t t r a n s f e r d e p e n d s a l s o o n h o w w e l l t h e h e a t c a n

p a s s t h r o u g h t h e m a t e r i a l . C o p p e r a n d A l u m i n u m a r e g o o d

c o n d u c t o r s o f h e a t .

S o m e m a t e r i a l s t h a t d o n o t c o n d u c t h e a t w e l l a r e u s e d a s

i n s u l a t o r s ( h e a t b a r r i e r s ) . F i b e r g l a s s , d i r t a n d s c a l e a r e g o o d

i n s u l a t o r s .

5 . T h i c k n e s s o f M a t e r i a lT h i c k n e s s o f M a t e r i a l

T h i n m a t e r i a l s c o n d u c t h e a t b e t t e r t h a n t h i c k m a t e r i a l s .

C H A N G E S I N S T A T EC H A N G E S I N S T A T E

S u b s t a n c e s c a n e x i s t e i t h e r i n a s o l i d s t a t e , l i q u i d s t a t e o r

g a s e o u s s t a t e .

H e a t T r a n s f e r E f f e c tH e a t T r a n s f e r E f f e c t

B y a p p l y i n g h e a t t o a s u b s t a n c e , t w o t h i n g s c a n h a p p e n :

I t s t e m p e r a t u r e c a n i n c r e a s eI t s t e m p e r a t u r e c a n i n c r e a s e

I t s s t a t e c a n c h a n g eI t s s t a t e c a n c h a n g e




MARINE TRAINING

W h e n t h e t r a n s f e r o f h e a t c a u s e s a t e m p e r a t u r e c h a n g e , t h e

h e a t i s c a l l e d S E N S I B L E H E A T . T h e t e m p e r a t u r e c h a n g e c a n

b e “ s e n s e d ” b y a t h e r m o m e t e r .

W h e n t h e t r a n s f e r o f h e a t c a u s e s a c h a n g e o f s t a t e , t h e h e a t i s

c a l l e d L A T E N T H E A T . T h e r e w i l l b e n o c h a n g e i n t h e

t h e r m o m e t e r r e a d i n g .

F i g u r e 7 s h o w s w h a t h a p p e n s t o i c e i n a c o n t a i n e r a s h e a t i s

a p p l i e d .

F i g u r e 7

H E AT A D D E DH E AT A D D E D

TE

MP

ER

AT

UR

ET

EM

PE

RA

TU

RE

1 0 0 0 C

0 0 CAA

BB

CC

DD

EE




MARINE TRAINING

S e e F i g u r e 7 .

A t p o s i t i o n :

AA T h e c o n t a i n e r o f i c e i s b e i n g h e a t e d . T h e h e a t a d d e d i s

S E N S I B L E H E A T a s t h e r e i s a r i s e i n t e m p e r a t u r e u p t o 0 0 C

BB A d d i n g m o r e h e a t r e s u l t s i n a c h a n g e i n s t a t e ( t h e i c e i s

m e l t i n g ) . T h i s i s L A T E N T H E A T .

CC T h e a d d i t i o n o f m o r e h e a t n o w r a i s e s t h e t e m p e r a t u r e o f

t h e w a t e r u p t o 1 0 0 0 C . T h i s i s S E N S I B L E H E A T .

DD A t t h i s b o i l i n g p o i n t , m o r e h e a t a d d e d w i l l c a u s e t h e w a t e r

t o t u r n i n t o s t e a m ( a c h a n g e o f s t a t e ) . T h i s i s L A T E N T

H E A T .

EE E x t r a h e a t a d d e d w i l l c a u s e t h e s t e a m t e m p e r a t u r e t o r i s e .

T h i s i s S E N S I B L E H E A T .

D U R I N G A C H A N G E O F S T A T E , T H E R E I S N O

I N C R E A S E I N T E M P E R A T U R E .

A L A R G E A M O U N T O F H E A T I S R E Q U I R E D T O

C A U S E A C H A N G E O F S T A T E .

T E R M I N O L O G YT E R M I N O L O G Y




MARINE TRAINING

I n h e a t t r a n s f e r s y s t e m s t h e r e a r e s o m e t e r m s t h a t a r e u s e d t o

d e s c r i b e t h e f l u i d a t d i f f e r e n t p o i n t s i n t h e c h a r t s h o w n b e l o w .

W h e n a f l u i d i s a t i t s b o i l i n g p o i n t , t h i s i s c a l l e d i t s

S A T U R A T I O N T E M P E R A T U R ES A T U R A T I O N T E M P E R A T U R E .

I f t h e f l u i d i s b e l o w i t s S a t u r a t i o n T e m p e r a t u r e , i t i s s a i d t o

b e S U B - C O O L E DS U B - C O O L E D .

I f t h e f l u i d i s a b o v e i t s S a t u r a t i o n T e m p e r a t u r e , i t i s s a i d t o

b e S U P E R - H E A T E DS U P E R - H E A T E D .

F i g u r e 8

P R E S S U R E – T E M P E R A T U R E R E L A T I O N S H I PP R E S S U R E – T E M P E R A T U R E R E L A T I O N S H I P

S U B - C O O L E D

S U P E R - H E AT E DS AT U R AT I O N T E M P E R AT U R E

TE

MP

ER

AT

UR

E

H E AT A D D E D




MARINE TRAINING

T h e p r e s s u r e a c t i n g o n a f l u i d a f f e c t s t h e t e m p e r a t u r e a t w h i c h

i t c h a n g e s s t a t e ( S a t u r a t i o n T e m p e r a t u r e ) .

T h e H I G H E R t h e p r e s s u r e a c t i n g o n t h e

f l u i d , t h e H I G H E R t h e s a t u r a t i o n

t e m p e r a t u r e i s .

T h e L O W E R t h e p r e s s u r e a c t i n g o n t h e

f l u i d , t h e L O W E R t h e s a t u r a t i o n

t e m p e r a t u r e i s .

F i g u r e 9

F i g u r e 9 s h o w s t h e e f f e c t t h a t a n i n c r e a s e o r d e c r e a s e i n

TE

MP

ER

AT

UR

E

H E AT A D D E D

H I G H P R E S S U R E

L O W P R E S S U R ET S

T S




MARINE TRAINING

p r e s s u r e h a s o n t h e S a t u r a t i o n T e m p e r a t u r e ( T S ) o f a f l u i d .

F o r t h e r e f r i g e r a n t t o b e a b l e t o t r a n s f e r h e a t f r o m o n e

c o m p o n e n t o f t h e s y s t e m t o a n o t h e r c o m p o n e n t ( E v a p o r a t o r t o

t h e C o n d e n s e r ) , t h e f o l l o w i n g p o i n t s s h o u l d b e u n d e r s t o o d :

T h e r e f r i g e r a n tr e f r i g e r a n t m u s t b e c o l d e rc o l d e r t h a n t h e s p a c e b e i n g

c o o l e d i n o r d e r f o r i t t o a c c e p t h e a t f r o m t h e r o o m .

T h e r e f r i g e r a n tr e f r i g e r a n t m u s t b e w a r m e rw a r m e r t h a n t h e c o o l i n g m e d i u m

i n t h e c o n d e n s e r f o r i t t o b e a b l e r e l e a s e t h e a b s o r b e d

h e a t .

TE

MP

ER

AT

UR

E

H E AT A D D E D

T S

T S

C O M P O N E N TT O D E C R E A S EP R E S S U R E

C O M P O N E N TT O I N C R E A S EP R E S S U R E

S E A W AT E R

T E M P E R AT U R E

R O O M


H E AT T R A N S F E R





MARINE TRAINING

F i g u r e 1 0

F r o m F i g u r e 1 0 , i t c a n b e s e e n t h a t f o r t h e r e f r i g e r a n t t o t a k e i n

h e a t f r o m t h e c o l d r o o m i t s t e m p e r a t u r e m u s t b e l e s s t h a n t h e




MARINE TRAINING

c o l d r o o m t e m p e r a t u r e .

F o r t h e r e f r i g e r a n t t o r e l e a s e t h i s h e a t i n t h e c o n d e n s e r , i t m u s t

b e h o t t e r t h a n t h e s e a w a t e r .

F o r t h e s e r e a s o n s , t h e r e i s a c o m p o n e n t i n t h e r e f r i g e r a t i o n

c i r c u i t , w h i c h w i l l l o w e r t h e p r e s s u r e o f t h e r e f r i g e r a n t t o g i v e a

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e t h a t i s l o w e r t h a n t h e t e m p e r a t u r e

r e q u i r e d i n t h e r o o m . T h e r e i s a l s o a c o m p o n e n t t h a t w i l l r a i s e

t h e p r e s s u r e o f t h e r e f r i g e r a n t t o g i v e a s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e

a b o v e t h e t e m p e r a t u r e o f t h e s e a w a t e r .

M A I N C O M P O N E N T SM A I N C O M P O N E N T S

C o m p r e s s o rC o m p r e s s o r

A c o m p r e s s o r r a i s e s t h e p r e s s u r e o f t h e v a p o r e n t e r i n g i t . I t s

p u r p o s e i s t o r a i s e t h e p r e s s u r e t o a p o i n t w h e r e t h e s a t u r a t i o n

t e m p e r a t u r e i s a b o v e t h e t e m p e r a t u r e o f t h e c o o l i n g m e d i u m i n

t h e c o n d e n s e r ( s e a w a t e r o r a i r - c o o l e d ) .

T h e c o m p r e s s o r o u t l e t i s a h i g h p r e s s u r e , s u p e r h e a t e d v a p o r .

C o n d e n s e rC o n d e n s e r

A f t e r l e a v i n g t h e c o m p r e s s o r , t h e r e f r i g e r a n t p a s s e s t o t h e

c o n d e n s e r .

I n t h e c o n d e n s e r , t h e r e f r i g e r a n t : :

R e l e a s e s S E N S I B L E h e a t t o c o o l t h e r e f r i g e r a n t t o t h e




MARINE TRAINING

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e .

R e l e a s e s L A T E N T h e a t a n d c h a n g e s t h e s t a t e o f t h e

r e f r i g e r a n t f r o m a v a p o r t o a l i q u i d .

R e l e a s e s S E N S I B L E h e a t t u r n i n g t h e r e f r i g e r a n t t o a S U B -

C O O L E D l i q u i d .

F i g u r e 1 1

E x p a n s i o n D e v i c eE x p a n s i o n D e v i c e

T h e r e f r i g e r a n t i s t h e n p a s s e d t h r o u g h a n E X P A N S I O N D E V I C E ,

TE

MP

ER

AT

UR

E

H E AT A D D E D

T S

T S

C O M P R E S S O R

S E A W AT E R


R O O M



R E F R I G E R A N T C O N D E N S I N G

S U B - C O O L E D

S U P E R H E AT E D




MARINE TRAINING

w h i c h w i l l l o w e r t h e p r e s s u r e i n t h e s y s t e m t h u s l o w e r i n g t h e

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e o f t h e r e f r i g e r a n t .

T h e r e f r i g e r a n t l e a v e s t h e e x p a n s i o n d e v i c e a s a v e r y c o l d , l o w -

p r e s s u r e m i x t u r e o f l i q u i d a n d v a p o r .

T h e f l o w t h r o u g h t h e e x p a n s i o n d e v i c e i s c a r e f u l l y c o n t r o l l e d t o

e n s u r e t h a t t h e r e w i l l b e n o l i q u i d r e t u r n e d t o t h e c o m p r e s s o r .

E v a p o r a t o rE v a p o r a t o r

I n t h e e v a p o r a t o r , t h e r e f r i g e r a n t :

A b s o r b s L A T E N T h e a t a n d c h a n g e s s t a t e t o a v a p o r .

A b s o r b s S E N S I B L E h e a t t u r n i n g t h e r e f r i g e r a n t t o a

S U P E R H E A T E D v a p o r .

T S

TE

MP

ER

AT

UR

E

H E AT A D D E D

T S

E X PA N S I O N D E V I C E

S E A W AT E R


R O O M



S U B - C O O L E D

S U P E R H E AT E D

R E F R I G E R A N T E VA P O R AT I N G




MARINE TRAINING

F i g u r e 1 2

F L O W T H R O U G H M A J O R C O M P O N E N T SF L O W T H R O U G H M A J O R C O M P O N E N T S

S E A W AT E R O U T

S E A W AT E R I N

CONDENSER

EVAPORATOR

C O M P R E S S O R

E X PA N S I O N D E V I C E

H O T, H I G H H O T, H I G H P R E S S U R E G A SP R E S S U R E G A S

W A R M , H I G H W A R M , H I G H P R E S S U R E L I Q U I DP R E S S U R E L I Q U I D

C O L D , L O W C O L D , L O W P R E S S U R E G A SP R E S S U R E G A S

V E R Y C O L D , L O W V E R Y C O L D , L O W P R E S S U R E L I Q U I DP R E S S U R E L I Q U I D




MARINE TRAINING

F i g u r e 1 3

S A T U R A T I O N T A B L E SS A T U R A T I O N T A B L E S

T h e s e t a b l e s l i s t t h e P r e s s u r e / T e m p e r a t u r e r e l a t i o n s h i p f o r




MARINE TRAINING

f l u i d s . K n o w i n g t h e a c t u a l p r e s s u r e o f t h e r e f r i g e r a n t a n d

l o o k i n g a t t h e t a b l e f o r t h a t r e f r i g e r a n t w e c a n f i n d t h e

c o r r e s p o n d i n g S a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e .

T h e r e a r e u s u a l l y s e v e r a l c o l u m n s i n t h e t a b l e l i s t i n g o t h e r

p r o p e r t i e s o f t h e f l u i d , b u t s i n c e t h e r e c o m m e n d e d r e f r i g e r a n t i s

u s e d i n t h e s y s t e m , t h e y c a n b e i g n o r e d . T h e m a n u f a c t u r e r h a s

a l r e a d y t a k e n t h e s e p r o p e r t i e s i n t o a c c o u n t w h e n d e s i g n i n g t h e

r e f r i g e r a t i o n u n i t .

Temp0F

PressureVolume

cu ft/lb

Density

lb/cu ft

Enthalpy

Btu/lb

Entropy

Btu/(lb)(0R)

PSIA PSIG LIQUID VAPOR LIQUID VAPOR LIQUID LATENT VAPOUR LIQUID VAPOR

15 61.2 46.5 0.01179 0.66 84.7 1.50 13.4 65.8 79.3 0.0299 0.16863

16 62.4 47.7 0.01181 0.65 84.6 1.52 13.7 65.6 79.4 0.0305 0.16855

17 63.5 48.8 0.01182 0.64 84.5 1.55 14.0 65.5 79.5 0.0310 0.16848

18 64.7 50.0 0.01184 0.63 84.4 1.58 14.2 65.3 79.6 0.0316 0.16841

19 65.9 51.2 0.01186 0.61 84.2 1.61 14.5 65.1 79.7 0.0321 0.16833

20 67.1 52.4 0.01188 0.60 84.1 1.64 14.8 65.0 79.8 0.0327 0.16826

21 68.3 53.6 0.01190 0.59 84.0 1.67 15.0 64.8 79.9 0.0332 0.16819

22 69.6 54.9 0.01192 0.58 83.8 1.70 15.3 64.7 80.0 0.0337 0.16812

23 70.9 56.2 0.01193 0.57 83.7 1.73 15.6 64.5 80.1 0.0343 0.16805

24 72.1 57.5 0.01195 0.56 83.6 1.76 15.8 64.3 80.2 0.0348 0.16799

Sometimes it is not convenient to look at these tables or they

might not be available on board the vessel

B y l o o k i n g a t t h e p r e s s u r e g a u g e s o n t h e s u c t i o n s i d e a n d t h e

d i s c h a r g e s i d e o f t h e c o m p r e s s o r , s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e s

c o r r e s p o n d i n g t o t h e p r e s s u r e c a n b e s e e n .

P R E S S U R E G A U G EP R E S S U R E G A U G E




MARINE TRAINING

F i g u r e 1 4

F i g u r e 1 4 s h o w s a n e x a m p l e o f a p r e s s u r e g a u g e f i t t e d o n t h e

d i s c h a r g e s i d e ( h i g h - p r e s s u r e s i d e ) o f t h e c o m p r e s s o r .

A l t h o u g h t h i s i s a p r e s s u r e g a u g e , t h e r e i s a n o t h e r s c a l e o n t h e

g a u g e t h a t r e a d s t e m p e r a t u r e .

T h i s t e m p e r a t u r e s c a l e s h o w s t h e s a m e t e m p e r a t u r e s t h a t c a n

b e s e e n i n t h e s a t u r a t i o n t a b l e f o r a p a r t i c u l a r f l u i d .

A s t h e g a u g e s h o w s , t h e p r e s s u r e i n t h e s y s t e m i s 1 0 0 p s i . B y

l o o k i n g a t t h e o t h e r s c a l e w e c a n s e e a r e a d i n g o f 9 0 0 F . T h i s

i s t h e s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e .

I t i s v e r y i m p o r t a n t t o r e m e m b e r t h a t t h i s i s n o t a

0

2 0 0

D E G R E E S F A H R E N H E I T

1 6 0

1 4 0

1 2 01 0 0

8 0

6 0

4 0

2 0

0

5 0

1 5 0

2 5 0

3 0 0

T E M P E R AT U R E S C A L E

P R E S S U R E S C A L E




MARINE TRAINING

t h e r m o m e t e r ! T h i s g a u g e r e a d s o n l y t h e

p r e s s u r e i n t h e s y s t e m . T o r e a d t h e a c t u a l

t e m p e r a t u r e o f t h e f l u i d a t h e r m o m e t e r m u s t b e

u s e d .

B y n o t i n g t h e p r e s s u r e a n d f i n d i n g t h e s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e

o n t h e h i g h - p r e s s u r e s i d e o f t h e s y s t e m , w e c a n q u i c k l y

d e t e r m i n e i f t h e p r e s s u r e i s e n o u g h f o r t h e u n i t t o f u n c t i o n

c o r r e c t l y .

E x a m p l e :

S e a w a t e r t e m p e r a t u r e = 9 0 0 F

P r e s s u r e g a u g e r e a d i n g = 9 0 p s i

S a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e ( f r o m t h e g a u g e ) = 8 5 0 F

F r o m F i g u r e 9 , i t c a n b e s e e n t h a t t h e F r e o n m u s t h a v e a

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e t h a t i s h i g h e r t h a n t h e s e a w a t e r i n t h e

c o n d e n s e r f o r h e a t t r a n s f e r t o t a k e p l a c e t o a l l o w t h e F r e o n t o

r e l e a s e t h e h e a t i t a b s o r b e d i n t h e e v a p o r a t o r .

I n t h e a b o v e e x a m p l e , h e a t w i l l f l o w f r o m t h e s e a w a t e r ( h o t t e r )

t o t h e F r e o n ( c o l d e r ) . F r o m t h i s e x a m p l e , i t c a n b e s e e n t h a t

t h e d i s c h a r g e p r e s s u r e i s n o t h i g h e n o u g h t o l i q u e f y t h e F r e o n

i n t h e c o n d e n s e r .

E x a m p l e :




MARINE TRAINING

C o l d - r o o m t e m p e r a t u r e = 4 4 0 F

P r e s s u r e g a u g e r e a d i n g = 4 7 p s i

S a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e ( f r o m t h e g a u g e ) = 5 0 0 F

F r o m F i g u r e 9 , i t c a n b e s e e n t h a t t h e F r e o n m u s t h a v e a

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e t h a t i s l o w e r t h a n t h e t e m p e r a t u r e i n t h e

c o l d - r o o m f o r h e a t t r a n s f e r t o t a k e p l a c e t o a l l o w t h e F r e o n t o

a b s o r b h e a t i n t h e e v a p o r a t o r .

I n t h e a b o v e e x a m p l e , h e a t w i l l f l o w f r o m t h e F r e o n ( h o t t e r ) t o

t h e C o l d - r o o m ( c o l d e r ) . F r o m t h i s e x a m p l e , i t c a n b e s e e n t h a t

t h e s u c t i o n p r e s s u r e i s n o t l o w e n o u g h .

B y k n o w i n g t h e s e a w a t e r t e m p e r a t u r e a n d t h e c o l d - r o o m

t e m p e r a t u r e , a l o o k a t t h e t w o p r e s s u r e g a u g e s t o s e e t h e

c o r r e s p o n d i n g s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e s c a n s h o w u s i f t h e

p r e s s u r e s i n t h e s y s t e m a r e c o r r e c t .

F o r g o o d h e a t t r a n s f e r i n t h e c o n d e n s e r , t h e d i f f e r e n c e i n

t e m p e r a t u r e b e t w e e n t h e F r e o n a n d t h e s e a w a t e r s h o u l d b e

a b o u t 9 0 C ( 1 5 0 F ) .

e . g . S e a w a t e r T e m p = 3 0 0 C , F r e o n s a t u r a t i o n t e m p . = 3 9 0 C

F o r g o o d h e a t t r a n s f e r i n t h e e v a p o r a t o r , t h e d i f f e r e n c e i n

t e m p e r a t u r e b e t w e e n t h e F r e o n a n d t h e c o l d - r o o m s h o u l d a l s o

b e a b o u t 9 0 C ( 1 5 0 F ) .

e . g . C o l d - r o o m T e m p = 4 0 C , F r e o n s a t u r a t i o n t e m p . = - 5 0 C

S U M M A R YS U M M A R Y




MARINE TRAINING

1 . M o s t s u b s t a n c e s c a n e x i s t a s a S O L I D , L I Q U I D o r G A S

d e p e n d i n g o n t h e i r t e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r e .

2 . H e a t m o v e s f r o m t h e h o t t e r t o t h e c o l d e r o b j e c t

3 . S E N S I B L E h e a t c a u s e s a c h a n g e i n t e m p e r a t u r e

4 . L A T E N T h e a t c a u s e s a c h a n g e i n s t a t e

5 . B o i l i n g p o i n t i s k n o w n a s t h e S A T U R A T I O N T E M P E R A T U R E

a n d d e p e n d s o n t h e p r e s s u r e a c t i n g o n i t .

6 . R e f r i g e r a n t p a s s i n g t h r o u g h t h e E V A P O R A T O R a b s o r b s

h e a t .

7 . I n t h e c o m p r e s s o r , t h e p r e s s u r e o f t h e r e f r i g e r a n t i s

i n c r e a s e d . T h i s r a i s e s t h e s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e a n d

a l s o i n c r e a s e s t h e a c t u a l t e m p e r a t u r e .

8 . T h e C O N D E N S E R r e m o v e s t h e h e a t a b s o r b e d i n t h e

e v a p o r a t o r a n d t h e e x t r a h e a t o f c o m p r e s s i o n .




MARINE TRAINING

9 . T h e E X P A N S I O N D E V I C E d e c r e a s e s t h e p r e s s u r e . T h e

s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e o f t h e r e f r i g e r a n t i s a l s o l o w e r e d .

1 0 . P r e s s u r e g a u g e s s h o w P R E S S U R E S i n t h e s y s t e m . T h e

c o r r e s p o n d i n g s a t u r a t i o n t e m p e r a t u r e c a n b e f o u n d b y

l o o k i n g a t t h e t e m p e r a t u r e s c a l e . T h i s i s N O T t h e a c t u a l

t e m p e r a t u r e .

C H E M I C A L H A Z A R D SC H E M I C A L H A Z A R D S




MARINE TRAINING

R e f r i g e r a n t s t o r a g e c y l i n d e r s a r e u n d e r h i g h p r e s s u r e ; t h e r e i s

a l w a y s a d a n g e r o f e x p l o s i o n i f t h e y a r e n o t h a n d l e d w i t h c a r e

a n d a t t e n t i o n .

V a l v e a s s e m b l i e s o n t h e s t o r a g e c y l i n d e r s s h o u l d b e p r o t e c t e d

f r o m d a m a g e a t a l l t i m e s .

E s c a p i n g r e f r i g e r a n t c a n f r e e z e a h a n d o r a n e y e o n i m m e d i a t e

c o n t a c t .

S a f e t y g l a s s e s w i l l b e a v a i l a b l e o n b o a r d t h e v e s s e l a l o n g w i t h

p r o t e c t i v e c l o t h i n g . T h e s e s h o u l d b e u s e d w h e n h a n d l i n g

r e f r i g e r a n t .

M o s t r e f r i g e r a n t s d o n o t s m e l l . W o r k i n g i n s m a l l c o n f i n e d

s p a c e s s h o u l d b e a v o i d e d i f p o s s i b l e . Y o u m a y b r e a t h t o x i c

f u m e s i f y o u r s y s t e m h a s a l e a k .

D o n o t s m o k e . T h e r e i s a d a n g e r o f t h e F R E O N c h a n g i n g t o

p h o s g e n e g a s w h e n i t i s e x p o s e d t o t o b a c c o s m o k e . P h o s g e n e

g a s i s h i g h l y t o x i c .

R e f r i g e r a n t s t h a t c o m e i n t o c o n t a c t w i t h t h e s k i n c a n c a u s e

i r r i t a t i o n . A n y o n e s u f f e r i n g f r o m a n y i l l e f f e c t s s h o u l d o b t a i n

m e d i c a l a s s i s t a n c e .

I f r e f r i g e r a n t c o m e s i n t o c o n t a c t w i t h t h e s k i n , i t s h o u l d b e

w a s h e d o f f i m m e d i a t e l y w i t h f r e s h w a t e r .