Процесс понижения температуры тела называется охлаждени­ем. Различают естественное и искусственное охлаждение.

Естественное охлаждение позволяет охладить тело до темпера­туры окружающей среды. Такое охлаждение обеспечивает холод­ная вода или воздух.

Для охлаждения до температуры более низкой, чем температу­ра окружающей среды, применяется искусственное охлаждение, которое можно осуществить с помощью любого физического про­цесса, связанного с отводом теплоты.

Искусственное охлаждение используется при проведении про­цессов абсорбции, кристаллизации, разделения газов, сублима­ционной сушки и кондиционирования воздуха.

С помощью холодильных смесей можно получать довольно низ­кие температуры. Смесь льда и СаС1 2 (до 30 %) позволяет достичь температуры -55 °С. Однако для осуществления охлаждения таким способом требуется много льда и соли, поэтому его применение ограниченно.

В современных холодильных машинах используется свойство ряда низкокипящих сжиженных газов (аммиак, хладоны, диоксид уг­лерода и др.) при испарении поглощать из окружающей среды большое количество теплоты.

Искусственное охлаждение можно разделить на умеренное (до температуры -100 °С) и глубокое (до более низкой температуры).

В промышленности глубокое охлаждение применяют для сжи­жения разделяемых парогазовых и газовых смесей. Полученные таким способом газы широко используются в химической про­мышленности: азот - для получения химических удобрений, кис­лород, метан и этилен - для производства минеральных кислот и т.п.

В установках искусственного холода осуществляют необходи­мое снижение температуры рабочего тела. По агрегатному со­стоянию рабочего тела холодильные установки подразде-

ляют на газовые, газожидкостные, парожидкостные и адсорбционные (с применением твердой фазы).

Искусственное охлаждение в большинстве случаев осуществ­ляется двумя методами:

Испарением низкокипящих жидкостей;

Расширением различных предварительно сжатых газов с по­мощью дросселирования или детандирования.

При испарении низкокипящих жидкостей последние охлажда­ются за счет уменьшения внутренней энергии.

Дросселирование представляет собой процесс расширения газа при его прохождении через сужающее устройство, в результате чего давление газа снижается. Энергия, необходимая для расши­рения газа при дросселировании, когда поступление теплоты из­вне отсутствует, может быть получена только за счет внутренней энергии самого газа. Дроссельный эффект (эффект Джоуля-Том­сона) - это изменение температуры газа при дросселировании в условиях отсутствия теплообмена с окружающей средой.

Детандирование - это расширение газа в расширительной ма­шине - детандере. По своей конструкции этот агрегат аналогичен поршневому компрессору или турбокомпрессору. При детандировании газ охлаждается вследствие снижения внутренней энергии и совершения внешней работы.

Выполнить 5 заданий

Физическая природа тепла и холода одинакова, разни­ца состоит только в скорости движения молекул и атомов. В более нагретом телœе скорость движения больше, чем в [ менее нагретом. При подводе к телу тепла движение воз­растает, при отнятии тепла уменьшается. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, тепловая энергия есть внутренняя энергия движения моле­кул и атомов.

Охлаждение тела - это отвод от него тепла, сопро­вождаемый понижением температуры. Самый простой спо­соб охлаждения - теплообмен между охлаждаемым телом и окружающей средой - наружным воздухом, речной и морской водой, почвой. Но этим способом, даже при самом совершенном теплообмене, температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей сре­ды. Такое охлаждение принято называть естественным. Ох­лаждение тела ниже температуры окружающей среды на­зывается искусственным. Стоит сказать, что для него используют глав­ным образом скрытую теплоту, поглощаемую телами при изменении их агрегатного состояния.

Количество тепла или холода измеряется калориями Или килограмм-калориями (килокалория). Калория - это Количество тепла, крайне важное для нагрева 1 г воды на 1°С При нормальном атмосферном давлении, килокалория - для Нагрева 1 кг воды на 1°С при тех же условиях.

Существуют несколько способов получения искусствен­ного холода. Самый простой из них - охлаждение при по­мощи льда или снега, таяние которых сопровождается по-

глощением довольно большого количества тепла. В случае если теп-лопритоки извне малы, а теплопередающая поверхность льда или снега относительно велика, то температуру в по­мещении можно понизить почти до 0°С. Практически в по­мещении, охлаждаемом льдом или снегом, температуру воздуха удается поддерживать лишь на уровне 5-8"С. При ледяном охлаждении используют водный лед или твердую углекислоту (сухой лед).

При охлаждении водным льдом происходит изменение его агрегатного состояния - плавление (таяние). Холодо-производительность, или охлаждающая способность чисто­го водного льда, принято называть удельной теплотой плавления. Она равна 335 кДж/кᴦ. Теплоемкость льда равна 2,1 кДж/ кг градус.

Водный лед применяется для охлаждения и сезонного хранения продовольственных товаров, овощей, фруктов в климатических зонах с продолжительным холодным перио­дом, где в естественных условиях в зимний период его лег­ко можно заготовить.

Водный лед в качестве охлаждающего средства приме­няется в специальных ледниках и на ледяных складах. Лед­ники бывают с нижней загрузкой льда (ледник-погреб) и с боковой - карманного типа.

Ледяное охлаждение имеет существенные недостатки: температура хранения ограничена температурой таяния льда (обычно температура воздуха на ледяных складах 5- 8"С), в ледник крайне важно закладывать количество льда, достаточное на весь период хранения, и добавлять по мере крайне важности; значительные затраты труда на заготовку и хранение водного льда; большие размеры помещения для льда, превышающие примерно в 3 раза размеры помеще­ния для продуктов; значительные затраты труда на соблю­дение необходимых требований, предъявляемых к хране­нию пищевых продуктов и отводу талой воды.

Лъдосоляное охлаждение производится с применением дробленого водного льда и соли. Благодаря добавлению соли

скорость таяния льда увеличивается, а температура тая-jjjfH льда опускается ниже. Это объясняется тем, что до­бавление соли вызывает ослабление молекулярного сцеп­ления и разрушение кристаллических решеток льда. Тая-л^е льдосоляной смеси протекает с отбором теплоты от ок­ружающей среды, в результате чего окружающий воздух охлаждается и температура его понижается. С повышени­ем содержания соли в льдосоляной смеси температура плав­ления ее понижается. Раствор соли с самой низкой темпе­ратурой таяния принято называть эвтектическим, а темпе­ратура его таяния - криогидратной точкой. Крио-гидратная точка для льдосоляной смеси с поваренной солью -21,2"С при концентрации соли в растворе 23,1% по отно­шению к общей массе смеси, что примерно равно 30 кг соли на 100 кг льда. При дальнейшей концентрации соли проис­ходит не понижение температуры таяния льдосоляной сме­си, а повышение температуры таяния (при 25%-ной кон­центрации соли в растворе к общей массе температура та­яния повышается до -8°С).

При замораживании водного раствора поваренной соли в концентрации, соответствующей криогидратной точке, по­лучается однородная смесь кристаллов льда и соли, кото­рая принято называть эвтектическим твердым раствором.

Температура плавления эвтектического твердого раствора поваренной соли -21,2°С, а теплота плавления 236 кДж/кᴦ. Эвтектический раствор применяют для зеро-торного охлаждения. Для этого в зероты - наглухо запа­янные формы - заливают эвтектический раствор поварен­ной соли и замораживают их. Замороженные зероты ис­пользуют для охлаждения прилавков, шкафов, охлаждае- M bix переносных сумок-холодильников и т. д. В торговле Ль досоляное охлаждение широко применялось до массо- в ого выпуска оборудования с машинным способом охлаж­дения.

Охлаждение сухим льдом основано на свойстве твер-Дой углекислоты сублимировать, т. е. при поглощении теп-

ла переходить из твердого состояния в газообразное, ми­нуя жидкое состояние. Физические свойства сухого льда следующие: температура сублимации при атмосферном дав­лении - 78,9"С; теплота сублимации 574,6 кДж/кᴦ.

Сухой лед обладает следующими преимуществами по сравнению с водным:

* можно получать более низкую температуру;

* охлаждающее действие 1 кг сухого льда почти в 2 раза больше, чем 1 кг водного льда;

* при охлаждении не возникает сырости, кроме того, при сублимации сухого льда образуется газообразная уг­ лекислота͵ которая является консервирующим средством, способствующим лучшему сохранению продуктов.

Сухой лед применяется для перевозки замороженных продуктов, охлаждения фасованного мороженого, заморо­женных фруктов и овощей.

Искусственного охлаждения можно достигнуть также, если смешать лед или снег с разведенными кислотами. На­пример, смесь из 7 частей снега или льда и 4 частей разве­денной азотной кислоты имеет температуру -35°С. Низкую температуру можно получить и растворением солей в раз­веденных кислотах. Так, если 5 частей азотнокислого аммо­ния и 6 частей сернокислого натрия растворить в 4 частях разведенной азотной кислоты, то смесь будет иметь темпе­ратуру -40°С.

Получение искусственного холода с помощью снега или льда, а также с помощью охлаждающих смесей имеет су­щественные недостатки: трудоемкость процессов заготовки льда или снега, их доставки, трудность автоматического регулирования, ограниченные температурные возможности.

В последнее время в связи с энергетическим кризисом, загрязнением окружающей среды всœе более актуальной ста­новится проблема использования для холодильной обработки пищевых продуктов нетрадиционных экологически безопас­ных методов получения холода. Наиболее перспективным

из них является криогенный метод на базе жидкого и газо­образного азота с применением безмашинной проточной системы хладоснабжения, предусматривающей одноразовое использование криоагента.

Перспективность данного метода хладоснабжения воз­растает в связи с открытием в России больших запасов (340 млрд м л) подземных высокоазотных газов. Себестоимость очищенного азота на порядок ниже, чем азота͵ полученно­го с помощью метода разделœения воздуха.

Безмашинные проточные системы азотного охлажде­ния имеют значительные преимущества: очень надежны в эксплуатации и имеют высокую скорость замораживания, обеспечивающую практически полное сохранение качества и внешнего вида продукта͵ а также минимальные потери его массы за счет усушки.

Особо следует отметить экологическую чистоту таких систем (в атмосфере Земли содержится до 78% газообраз­ного азота).

Наиболее распространенным и удобным в эксплуатаци­онном отношении способом охлаждения является машин­ное охлаждение.

Машинное охлаждение - способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента͵ кипения его при низких температурах с отводом от охлаждаемого тела или среды крайне важной для этого теплоты парообра­зования.

Для последующей конденсации паров хладагента тре­буется предварительное повышение их давления и темпе­ратуры.

В основу машинного способа охлаждения может быть положено также адиабатическое (без подвода и отвода теп­ла) расширение сжатого газа. При расширении сжатого газа температура его значительно понижается, так как внешняя Работа в этом случае совершается за счет внутренней энер­гии газа. На этом принципе основана работа воздушных хо­лодильных машин.

Охлаждение путем расширения сжатого газа, в част­ности воздуха, отлично от всœех способов охлаждения. Воз­дух при этом не меняет своего агрегатного состояния, как лед, смеси и хладон, он только нагревается, воспринимая теплоту окружающей среды (от охлаждаемого тела).

Широкое применение машинного охлаждения в тор­говле объясняется рядом его эксплуатационных свойств и экономических преимуществ. Стабильный и легко регули­руемый температурный режим, автоматическое действие холодильной машины без больших затрат труда на техни­ческое обслуживание, лучшие санитарно-гигиенические условия хранения продуктов, компактность и общая эконо­мичность определяют целœесообразность применения машин­ного охлаждения.

На предприятиях оптовой и розничной торговли исполь­зуют в основном паровые холодильные машины, действие которых основано на кипении при низких температурах спе­циальных рабочих веществ - хладагентов. Паровые холо­дильные машины подразделяют на компрессионные, в которых пары хладагента подвергаются сжатию в компрес­соре с затратой механической энергии, и абсорбцион­ные, в которых пары хладагента поглощаются абсорбен­том.

Устройство и принцип действия компрессионной холо­дильной машины. Компрессионная холодильная машина (рис. 3.1) состоит из следующих базовых узлов: испарите­ля, компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра, тер-морегулирующего вентиля. Автоматическое действие ма­шины обеспечивается терморегулирующим вентилем и ре­гулятором давления. К вспомогательным аппаратам, спо­собствующим повышению экономичности и надежности ра­боты машины, относятся: ресивер, фильтр, теплообмен­ник, осушитель. Машина приводится в действие электро­двигателœем.

Испаритель - охлаждающая батарея, которая погло­щает тепло окружающей среды за счет кипящего в ней

при низкой температуре хладагента. Учитывая зависимость отвида охлаждаемой среды различают испарители для охлажде­ния жидкости и воздуха.

Кожпрессор предназначен для отсасывания паров хлад­агента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинах Применяют поршневые и ротационные компрессоры, при­чем наибольшее распространение получили поршневые.

Конденсатор - теплообменный аппарат, служащий для снижения паров хладагента путем их охлаждения. По виду

охлаждающей среды конденсаторы выпускают с водяным ц воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительным движением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медных или стальных сребренных труб. Естественное воздушное охлаждение применяется только в холодильных машинах бытовых электрохолодильников. Конденсаторы с водяным охлаждением бывают кожухозме-евиковые и кожухотрубные.

Ресивер - резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступ­ления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины.

Фильтр состоит из медных или латунных сеток и су­конных прокладок. Он служит для очистки системы и хлад­агента от механических загрязнений, образовавшихся в ре­зультате недостаточной очистки их при изготовлении, монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паро­вые. Жидкостный фильтр устанавливается после ресивера перед терморегулирующим вентилем, паровой - на всасы­вающей линии компрессора.

Для предотвращения попадания ржавчины и механи­ческих частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, во всасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латунной сетки.

Терморегулирующий вентиль обеспечивает равномер­ное поступление хладона в испаритель, распыляет жид­кий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения.

От правильной регулировки терморегулирующего вен­тиля во многом зависит экономичность работы холодильной машины. Избыток жидкого хладона в испарителœе вследствие влажного хода компрессора может привести к возникнове­нию гидравлического удара. При недостаточном заполнений испарителя жидкостью часть поверхности его не исполь­зуется, что ведет к нарушению нормального режима рабо-

ты машины и понижению температуры испарения хлад­агента.

Регулятор давления состоит из прессостата (регулятора лизкого давления) и маноконтроллера (выключателя высо­кого давления). Для регулировки температурного режима в определœенных пределах крайне важно, чтобы холодопроизво-дительность холодильной машины всœегда превышала приток тепла к ней. По этой причине в нормальных условиях нет необходи­мости в непрерывной работе холодильной машины.

Периодическое включение холодильной машины осу­ществляется прессостатом автоматически. Требуемый тем­пературный режим достигается путем регулирования про­должительности перерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты от чрезмерного по­вышения давления в линии нагнетания. При повышении дав­ления в конденсаторе свыше 10 атм (норма - 6-8 атм) он размыкает цепь катушки магнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машина ос­танавливается.

Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладон-12) посту­пает через терморегулирующий вентиль в испаритель. По­падая в условия низкого давления, она кипит, превраща­ясь в пар, и при этом отбирает тепло у воздуха, окружаю­щего испаритель.

Из испарителя пары хладона отсасываются компрессо­ром, сжижаются и в перегретом от сжатия состоянии на­гнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или возду­хом конденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубам конденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, г Де задерживаются механические примеси (песок, окалина * Др.).

Очищенный от примеси хладон, проходя через узкое °тверстие терморегулирующего вентиля, дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении давления и

температуры поступает в испаритель, после чего цикл по­вторяется.

Рабочий цикл холодильной машины с учетом взаимо­действия приборов автоматики состоит в следующем. При выключенном электродвигателœе контакты релœе давления разомкнуты, терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора в испаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходное сечение. В испарителœе в это время продолжается процесс кипения оставшегося после выключения машины жидкого хладагента. От притока внешнего тепла температура испа­рителя постепенно повышается и, следовательно, давле­ние скопившихся в нем паров возрастает. Давление в испа­рителœе будет расти до тех пор, пока прессостат релœе дав­ления не замкнет контакты и машина не вступит в работу.

С включением машины в работу начинается отсос пере­гретых паров из испарителя в компрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления в чувствитель­ном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатый клапан открывает проходное отверстие. Жид­кий хладагент, интенсивно кипя, устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным пони­жением температуры парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя, окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.

Понижение температуры окружающей среды снижает величину теплопритока. Кипение становится менее интен­сивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителœе до предела, при котором релœе давления раз­мыкает контакты и машина останавливается. К моменту вык­лючения машины уменьшается подача жидкого хладагента в испаритель, поскольку избыток поступившего в него хлад­агента ведет к снижению температуры выходящих паров и к автоматическому прикрытию игольчатого клапана термо­регулирующего вентиля. Через несколько секунд после ос­тановки машины давление в термобаллоне и испарителœе

окончательно сравнивается и игольчатый клапан закрыва­ется.

Хладагенты. Хладагенты - это рабочие вещества па­ровых холодильных машин, с помощью которых обеспечи­вается получение низких температур. Наиболее распрост­раненные из них - хладон и аммиак.

При выборе хладагента руководствуются его термоди­намическими, теплофизическими, физико-химическими и физиологическими свойствами. Важное значение имеет так­же его стоимость и доступность. Хладагенты не должны быть ядовиты, не должны вызывать удушья и раздраже­ния слизистых оболочек глаз, носа и дыхательных путей человека.

Хладон-12 (R-12) имеет химическую формулу CHF 2 C1 2 (дифтордихлорметан). Он представляет собой газообразное бесцветное вещество со слабым специфическим запахом, который начинает ощущаться при объемном содержании его паров в воздухе свыше 20%. Хладон-12 обладает хорошими термодинамическими свойствами.

Хладон-22 (R-22), или дифтормонохлорметан (CHF 2 C1), так же как и хладон-12, обладает хорошими термодина­мическими и эксплуатационными свойствами. Отличается он более низкой температурой кипения и более высокой теплотой парообразования. Объемная холодопроизводи-тельность хладона-22 примерно в 1,6 раза больше, чем хладона-12.

Аммиак (NH 3) - бесцветный газ с удушливым сильным характерным запахом. Аммиак имеет достаточно высокую объемную холодопроизводительность. Производство его ос­новано главным образом на методе соединœения водорода с азотом при высоком давлении с наличием катализатора. Аммиак применяют и для получения низких температур (до -70°С) при глубоком вакууме. Теплота парообразова­ния, теплоемкость и коэффициент теплопроводности у ам­миака выше, а вязкость жидкости меньше, чем у хладонов. По этой причине он имеет высокий коэффициент теплоотдачи. Сто-

имость аммиака невысока по сравнению с другими хлад~

агентами.

Как известно, некоторые хладагенты обладают озоно-разрушающей способностью, что не может не тревожить международную общественность.

Способность хлорсодержащих хладагентов вызывать данный процесс принято называть озоноразрушающим потенциа­лом - ОРП (рис. 3.2).

R~403BR^t04A R-22 R-134A R-12 R-502

Рис. 3.3. Потенциал глобального потепления

0,5-.				£7
0,45-
0,4-
0,35-				^.		£?
0,3-cl 0,25-				1 1
0 0,2-		x~7
0,15		1-		^ i
0,1		ИХ |^"	Pli
0,05		К ^	^^Ji^:	^v ^			*r
0-		ОС	" I «fc	СЧ 4- ОС		г ОС

Рис. 3.2. Озоноразрушающий потенциал

Продолжительность жизни хладагентов в атмосфере также очень важный фактор. Это показатель времени, в течение которого различные вещества сохраняются в ат­мосфере и могут влиять на окружающую среду. Иными сло­вами, чем дольше химикат или хладон сохраняется в ат­мосфере, тем он менее экологически безопасен (рис. 3.4).

80-60- 40-20-0

Физическая природа тепла и холода одинакова, разница состоит только в скорости движения молекул и атоме. В более нагретом теле скорость движения больше, чем менее нагретом. При подводе к телу тепла движение возрастает, при отнятии тепла уменьшается. Таким образом тепловая энергия есть внутренняя энергия движения молекул и атомов.

Охлаждение тела - это отвод от него тепла, сопровождаемый понижением температуры. Самый простой способ охлаждения - теплообмен между охлаждаемым телом и окружающей средой - наружным воздухом, речной морской водой, почвой. Но этим способом, даже при самом совершенном теплообмене, температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей среды. Такое охлаждение называется естественным. Охлаждение тела ниже температуры окружающей среды называется искусственным. Для него используют главным образом скрытую теплоту, поглощаемую телами при изменении их агрегатного состояния.

Количество тепла или холода измеряется калориями или килограмм-калориями (килокалория). Калория - это количество тепла, необходимое для нагрева 1 г воды на 1 при нормальном атмосферном давлении, килокалория - для нагрева 1 кг воды на 1С при тех же условиях.

Существуют несколько способов получения искусственного холода. Самый простой из них - охлаждение при помощи льда или снега, таяние которых сопровождается поглощением довольно большого количества тепла. Если теплопритоки извне малы, а теплопередающая поверхность льда или снега относительно велика, то температуру в помещении можно понизить почти до 0°С. Практически в помещении, охлаждаемом льдом или снегом, температуру воздуха удается поддерживать лишь на уровне 5-8°С. При ледяном охлаждении используют водный лед или твердую углекислоту (сухой лед).

При охлаждении водным льдом происходит изменение его агрегатного состояния - плавление (таяние). Холодопроизводительность, или охлаждающая способность чистого водного льда, называется удельной теплотой плавления. Она равна 335 кДж/кг. Теплоемкость льда равна 2,1 кДж/кг градус.

Водный лед применяется для охлаждения и сезонного хранения продовольственных товаров, овощей, фруктов в климатических зонах с продолжительным холодным периодом, где в естественных условиях в зимний период его легко можно заготовить.

Водный лед в качестве охлаждающего средства применяется в специальных ледниках и на ледяных складах. Ледники бывают с нижней загрузкой льда (ледник-погреб) и с боковой - карманного типа.

Ледяное охлаждение имеет существенные недостатки: температура хранения ограничена температурой таяния льда (обычно температура воздуха на ледяных складах 5- 8°С), в ледник необходимо закладывать количество льда, достаточное на весь период хранения, и добавлять по мере необходимости; значительные затраты труда на заготовку и хранение водного льда; большие размеры помещения для льда, превышающие примерно в 3 раза размеры помещения для продуктов; значительные затраты труда на соблюдение необходимых требований, предъявляемых к хранению пищевых продуктов и отводу талой воды.

Лъдосоляное охлаждение производится с применением дробленого водного льда и соли. Благодаря добавлению соли скорость таяния льда увеличивается, а температура таяния льда опускается ниже. Это объясняется тем, что добавление соли вызывает ослабление молекулярного сцепления и разрушение кристаллических решеток льда. Таяние льдосоляной смеси протекает с отбором теплоты от окружающей среды, в результате чего окружающий воздух охлаждается и температура его понижается. С повышением содержания соли в льдосоляной смеси температура плавления ее понижается. Раствор соли с самой низкой температурой таяния называется эвтектическим, а температура его таяния - криогидратной точкой. Криогидратная точка для льдосоляной смеси с поваренной солью -21,2°С, при концентрации соли в растворе 23,1% по отношению к общей массе смеси, что примерно равно 30 кг соли па 100 кг льда. При дальнейшей концентрации соли происходит не понижение температуры таяния льдосоляной смеси, а повышение температуры таяния (при 25%-ной концентрации соли в растворе к общей массе температура таяния повышается до -8°С).

При замораживании водного раствора поваренной соли в концентрации, соответствующей криогидратной точке, получается однородная смесь кристаллов льда и соли, которая называется эвтектическим твердым раствором.

Температура плавления эвтектического твердого раствора поваренной соли -21,2°С, а теплота плавления - 236 кДж/кг. Эвтектический раствор применяют для зероторного охлаждения. Для этого в зероты - наглухо запаяннные формы - заливают эвтектический раствор поваренной соли и замораживают их. Замороженные зероты используют для охлаждения прилавков, шкафов, охлаждаемых переносных сумок-холодильников и т. д. В торговле льдосоляное охлаждение широко применялось до массового выпуска оборудования с машинным способом охлаждения.

Охлаждение сухим льдом основано на свойстве твердой углекислоты сублимировать, т. е. при поглощении тепла переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние. Физические свойства сухого льда следующие температура сублимации при атмосферном давлении - 78,9°С, теплота сублимации 574,6 кДж/кг.

Сухой лед обладает следующими преимуществами по сравнению с водным:

Можно получать более низкую температуру;

Охлаждающее действие 1 кг сухого льда почти в 2 раза больше, чем 1 кг водного льда:

При охлаждении не возникает сырости, кроме того, при сублимации сухого льда образуется газообразная углекислота, которая является консервирующим средством, способствующим лучшему сохранению продуктов.

Сухой лед применяется для перевозки замороженных продуктов, охлаждения фасованного мороженого, замороженных фруктов и овощей.

Искусственного охлаждения можно достигнуть также, если смешать лед или снег с разведенными кислотами Например, смесь из 7 частей снега или льда и 4 частей разведенной азотной кислоты имеет температуру -35°С. Низкую температуру можно получить и растворением солей в разведенных кислотах. Так, если 5 частей азотнокислого аммония и 6 частей сернокислого натрия растворить в 4 частях разведенной азотной кислоты, то смесь будет иметь температуру -40°С.

Получение искусственного холода с помощью снега или льда, а также с помощью охлаждающих смесей имеет существенные недостатки: трудоемкость процессов заготовки льда или снега, их доставки, трудность автоматического регулирования, ограниченные температурные возможности.

В последнее время в связи с энергетическим кризисом, загрязнением окружающей среды все более актуальной становится проблема использования для холодильной обработки пищевых продуктов нетрадиционных экологически безопасных методов получения холода. Наиболее перспективным из них является криогенный метод на базе жидкого и газообразного азота с применением безмашинной проточной системы хладоснабжения, предусматривающей одноразовое использование криоагента.

Перспективность данного метода хладоснабжения возрастает в связи с открытием в России больших запасов (340 млрд. м 3) подземных высокоазотных газов. Себестоимость очищенного азота на порядок ниже, чем азота, полученного с помощью метода разделения воздуха.

Безмашинные проточные системы азотного охлаждения имеют значительные преимущества: очень надежны в эксплуатации и имеют высокую скорость замораживания, обеспечивающую практически полное сохранение качества и внешнего вида продукта, а также минимальные потери его массы за счет усушки.

Особо следует отметить экологическую чистоту таких систем (в атмосфере Земли содержится до 78% газообразного азота).

Наиболее распространенным и удобным в эксплуатационном отношении способом охлаждения является машинное охлаждение.

Машинное охлаждение - способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента, кипения его при низких температурах с отводом от охлаждаемого тела или среды необходимой для этого теплоты парообразования

Для последующей конденсации паров хладагента требуется предварительное повышение их давления и температуры.

В основу машинного способа охлаждения может быть положено также адиабатическое (без подвода и отвода тепла) расширение сжатого газа. При расширении сжатого газа температура его значительно понижается, так как внешняя работа в этом случае совершается за счет внутренней энергии газа. На этом принципе основана работа воздушных холодильных машин.

Охлаждение путем расширения сжатого газа, в частности воздуха, отлично от всех способов охлаждения. Воздух при этом не меняет своего агрегатного состояния, как лед, смеси и хладон, он только нагревается, воспринимая теплоту окружающей среды (от охлаждаемого тела).

Широкое применение машинного охлаждения в торговле объясняется рядом его эксплуатационных свойств и экономических преимуществ. Стабильный и легко регулируемый температурный режим, автоматическое действие холодильной машины без больших затрат труда на техническое обслуживание, лучшие санитарно-гигиенические условия хранения продуктов, компактность и общая экономичность определяют целесообразность применения машинного охлаждения.

На предприятиях оптовой и розничной торговли используют в основном паровые холодильные машины, действие которых основано на кипении при низких температурах специальных рабочих веществ - хладагентов Паровые холодильные машины подразделяют на компрессионные, в которых пары хладагента подвергаются сжатию в компрессоре с затратой механической энергии, и абсорбционные, в которых пары хладагента поглощаются абсорбентом.

Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины. Компрессионная холодильная машина (рис. 3.1) состоит из следующих основных узлов: испарителя, компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра, терморегулирующего вентиля. Автоматическое действие машины обеспечивается терморегулирующим вентилем и регулятором давления. К вспомогательным аппаратам, способствующим повышению экономичности и надежности работы машины, относятся: ресивер, фильтр, теплообменник, осушитель. Машина приводится в действие электродвигателем.

Испаритель - охлаждающая батарея, которая поглощает тепло окружающей среды за счет кипящего в ней при низкой температуре хладагента. В зависимости от вида охлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха.

Рис. Схема устройства компрессионной холодильной машины:

1 - компрессор; 2 - конденсатор; 3 - ресивер; 4 - фильтр; 5 -

терморегулирующий вентиль; 6 - испаритель; 7 - охлаждаемая

камера; 8 - электродвигатель; 9 - магнитный пускатель; 10 -

кнопочный вклю чатель; 11 - реле давления

Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинах применяют поршневые и ротационные компрессоры, причем наибольшее распространение получили поршневые.

Конденсатор - теплообменный аппарат, служащий для сжижения паров хладагента путем их охлаждения. По виду охлаждающей среды конденсаторы выпускают с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительным движением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медных или стальных оребренных труб Естественное воздушное охлаждение применяется только в холодильных машинах бытовых электрохолодильников Конденсаторы с водяным охлаждением бывают кожухозмеевиковые и кожухотрубные.

Ресивер - резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины.

Фильтр состоит из медных или латунных сеток и суконных прокладок. Он служит для очистки системы и хлад агента от механических загрязнений, образовавшихся в результате недостаточной очистки их при изготовлении монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые. Жидкостный фильтр устанавливается после ресивера перед терморегулирующим вентилем, паровой - на всасывающей линии компрессора.

Для предотвращения попадания ржавчины и механических частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, во всасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латунной сетки.

Терморегулирующий вентиль обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель, распыляет жидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения.

От правильной регулировки терморегулирующего вентиля во многом зависит экономичность работы холодильном машины. Избыток жидкого хладона в испарителе вследствие влажного хода компрессора может привести к возникновению гидравлического удара. При недостаточном заполнении испарителя жидкостью часть поверхности его не используется, что ведет к нарушению нормального режима работы машины и понижению температуры испарения хладагента.

Регулятор давления состоит из прессостата (регулятора низкого давления) и маноконтроллера (выключателя высокого давления). Для регулировки температурного режима в определенных пределах необходимо, чтобы холодопроизводительность холодильной машины всегда превышала приток тепла к ней. Поэтому в нормальных условиях нет необходимости в непрерывной работе холодильной машины.

Периодическое включение холодильной машины осуществляется прессостатом автоматически. Требуемый температурный режим достигается путем регулирования продолжительности перерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты от чрезмерного повышения давления в линии нагнетания. При повышении давления в конденсаторе свыше 10 атм. (норма - 6-8 атм.) он размыкает цепь катушки магнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машина останавливается.

Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладон-12) поступает через терморегулирующий вентиль в испаритель. Попадая в условия низкого давления, она кипит, превращаясь в пар, и при этом отбирает тепло у воздуха, окружающего испаритель.

Из испарителя пары хладона отсасываются компрессором, сжижаются и в перегретом от сжатия состоянии нагнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или воздухом конденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубам конденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, где задерживаются механические примеси (песок, окалина и др.).

Очищенный от примеси хладон, проходя через узкое (отверстие терморегулирующего вентиля, дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении давления и температуры поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.

Рабочий цикл холодильной машины с учетом взаимодействия приборов автоматики состоит в следующем. При выключенном электродвигателе контакты реле давления разомкнуты, терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора в испаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходное сечение. В испарителе в это время продолжается процесс кипения оставшегося после выключения машины жидкого хладагента. От притока внешнего тепла температура испарителя постепенно повышается и, следовательно, давление скопившихся в нем паров возрастает. Давление в испарителе будет расти до тех пор, пока прессостат реле давления не замкнет контакты и машина не вступит в работу.

С включением машины в работу начинается отсос перегретых паров из испарителя в компрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления в чувствительном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатый клапан открывает проходное отверстие. Жидкий хладагент, интенсивно кипя, устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным понижением температуры парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя, окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.

Понижение температуры окружающей среды снижает величину теплопритока, Кипение становится менее интенсивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителе до предела, при котором реле давления размыкает контакты и машина останавливается. К моменту выключения машины уменьшается подача жидкого хладагента в испаритель, поскольку избыток поступившего в него хладагента ведет к снижению температуры выходящих паров и к автоматическому прикрытию игольчатого клапана терморегулирующего вентиля. Через несколько секунд после остановки машины давление в термобаллоне и испарителе окончательно сравнивается и игольчатый клапан закрывается.

Хладагенты. Хладагенты - это рабочие вещества паровых холодильных машин, с помощью которых обеспечивается получение низких температур. Наиболее распространенные из них - хладон и аммиак.

При выборе хладагента руководствуются его термодинамическими, теплофизическими, физико-химическими и физиологическими свойствами. Важное значение имеет также его стоимость и доступность. Хладагенты не должны быть ядовиты, не должны вызывать удушья и раздражения слизистых оболочек глаз, носа и дыхательных путей человека.

Хладон-12 (R-12) имеет химическую формулу CHF 2 C1 2 (дифтордихлорметан). Он представляет собой газообразное бесцветное вещество со слабым специфическим запахом, который начинает ощущаться при объемном содержании его паров в воздухе свыше 20%. Хладон-12 обладает хорошими термодинамическими свойствами

Хладон-22 (R-22), или дифтормонохлорметан (CHF 2 C1), так же как и хладон-12, обладает хорошими термодинамическими и эксплуатационными свойствами. Отличается он более низкой температурой кипения и более высокой теплотой парообразования. Объемная холодопроизводительность хладона-22 примерно в 1,6 раза больше, чем хладона-12.

Аммиак (NH 3) - бесцветный газ с удушливым сильным характерным запахом. Аммиак имеет достаточно высокую объемную холодопроизводительность. Производство его основано главным образом на методе соединения водорода с азотом при высоком давлении с наличием катализатора. Аммиак применяют и для получения низких температур (до -70°С) при глубоком вакууме. Теплота парообразования, теплоемкость и коэффициент теплопроводности у аммиака выше, а вязкость жидкости меньше, чем у хладонов. Поэтому он имеет высокий коэффициент теплоотдачи. Стоимость аммиака невысока по сравнению с другими хладагентами

Как известно, некоторые хладагенты обладают озоноразрушающей способностью, что не может не тревожить международную общественность

Способность хлорсодержащих хладагентов вызывать этот процесс называется озоноразрушающим потенциалом - ОРП (рис 3 2)

Рис. Озоноразрушающий потенциал

Способность различных веществ вызывать процессы глобального потепления называется потенциалом глобального потепления - ПГП (рис 3.3)

Рис. Потенциал глобального потепления

Продолжительность жизни хладагентов в атмосфере также очень важный фактор Это показатель времени, в течение которого различные вещества сохраняются в атмосфере и могут влиять на окружающую среду Иными словами, чем дольше химикат или хладон сохраняется в атмосфере, тем он менее экологически безопасен (рис 3 4)

Рис. Срок жизни хладагентов в атмосфере

В 1985 г. в Вене была принята Конвенция о защите озонового слоя. К ней присоединились 127 государств, включая Россию и страны СНГ.

В 1989 г. вступил в силу Монреальский протокол о постепенном сокращении, а затем и о полном прекращении в 2030 г. выпуска озоноразрушающих хладагентов. К опасным группам были отнесены хладоны R-11, R-12, R-113, R-114, R-115, R-12B1, R-13B1, R-114B2. В 90-х гг. текст протокола был ужесточен путем введения ограничений не только на производство, но и на торговлю, экспорт и импорт любой холодильной техники, содержащей озоноразрушающие вещества.

Российская Федерация приняла на себя обязательства, вытекающие из Монреальского протокола об охране озонового слоя. Согласно принятым решениям, R-502 запрещен к производству с 1 января 1996 г. Для R-22 установлены более отдаленные сроки - сокращение производства и использования с 2005 г. и полный запрет начиная с 2020 г.

Для замены R-502 и R-22 основными мировыми производителями химической продукции были разработаны и выпускаются переходные (с содержанием хлорфторуглеводородов) и озонобезопасные (состоящие только из фторуглеводородов) смеси хладагентов.

К переходным хладагентам относятся R-402, R-403B и R-408A, которые могут использоваться в действующем оборудовании. Большая часть этих новых рабочих веществ появилась сегодня на российском рынке.

Озонобезопасные хладагенты R-507, R-404A, R-134A можно рекомендовать как для работы в новом оборудовании, так и для реконструкции низкотемпературных холодильных систем. Они разработаны для замены R-22 в действующем и выпускающему в настоящее время оборудовании.

Для производителей все более трудным становится рациональный подбор хладагента применительно к конкретному объекту. Поэтому проблема использования в качестве хладагентов природных веществ, и в первую очередь аммиака, наиболее актуальна сейчас у производителей холодильного оборудования.

Аммиачные холодильные установки эксплуатируются уже около 120 лет. В России подавляющая часть потребности в холоде для стационарных холодильников обеспечивается именно аммиачными холодильными установками.

В 90-х гг. и в Западной Европе значительно расширилось использование аммиака, поскольку он:

Не разрушает озоновый слой,

Не оказывает прямого воздействия на глобальный тепловой эффект;

Обладает отличными термодинамическими свойствами;

Имеет высокий коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации;

Имеет высокую энергетическую эффективность в холодильном цикле;

Обладает низкой стоимостью, производство его доступно, проблемы его воспламеняемости и токсичности сегодня разрешимы, что делает его привлекательным для производителей холодильного оборудования.

Холодильные машины и агрегаты. Холодильная машина представляет собой совокупность механизмов, аппаратов и приборов, последовательно соединенных в систему производства искусственного холода. Компактные, конструктивные объединения отдельных или всех элементов холодильной машины называют холодильным агрегатом.

По виду применяемого хладагента различают аммиачные и хладоновые холодильные агрегаты. По конструктивным особенностям компрессоров агрегаты подразделяют на открытые и герметичные, а конденсаторов - с воздушным и водяным охлаждением.

В зависимости от состава входящих в них элементов холодильные агрегаты бывают компрессорные, компpeccopно-конденсаторные, испарительно-регулирующие, испарительно-конденсаторные и комплексные агрегаты. На предприятиях торговли применяют компресорно-конденсаторные агрегаты и при охлаждении с помощью теплоносителя - испарительно-регулирующие агрегаты.

Компрессорно-конденсаторный агрегат состоит из компрессора, конденсатора (воздушного или водяного охлаждения), электродвигателя, приборов автоматики и вспомогательных аппаратов (ресиверы, осушители, теплообменники и др.). Испарителъно-регулирующий агрегат - это конструктивное соединение испарителя, вспомогательной аппаратуры, регулирующей станции и приборов автоматики. Комплексные агрегаты включают все элементы холодильной машины.

Холодильные машины поставляют отдельно и в комплекте с торговым холодильным оборудованием. В комплект оборудования входит встроенная испарительная батарея и вмонтированный или отдельно упакованный холодильный агрегат. Если агрегат предназначен для установки вне оборудования, в его комплект должны входить монтажные медные трубки.

Для охлаждения сборных камер, шкафов, прилавков и витрин применяют хладоновые холодильные агрегаты холодопроизводительностью до 3 тыс. ккал/ч. Это в основном компрессорно-конденсаторные агрегаты, pa6oтающие на хладоне-12 и хладоне-22. В зависимости от расположения электродвигателя и способа передачи механической энергии различают агрегаты открытого типа, а также герметичные.

В агрегаты открытого типа электродвигатель монтируется отдельно от компрессора, а передача механической энергии осуществляется шкиво-ременным механизмом.

Герметичные холодильные агрегаты являются наиболее перспективными. Герметичность системы достигается за счет применения сварного кожуха, сокращения количества разъемных соединений и использования термостата вместо реле давления. По сравнению с агрегатами открытого типа герметичные обладают значительными преимуществами.

За счет объединения электродвигателя и компрессора в узел с единым эксцентриковым валом отпала потребность в Передаточном механизме. Это позволило сократить массу и размеры компрессора и агрегата, увеличить скорость вращения вала до 3 тыс. об/мин.

В герметичном агрегате благодаря сокращению количества разъемных соединений, отсутствию сальников уменьшилась утечка хладона, что позволило сократить его рабочий запас в системе. Снизился и эксплуатационный расход хладагента, так как отпала необходимость в периодической дозаправке машин.

Охлаждение обмотки электродвигателя потоком всасываемых паров хладона позволило повысить нагрузку на электродвигатель, снизить его параметры, мощность, габaриты и массу. Например, при равной холодопроизводительности номинальная мощность электродвигателя герметичного агрегата на 40% меньше, чем агрегата открытого типа. В связи с этим значительно снижается расход электроэнергии.

Герметичные агрегаты обладают важным для магазинов, особенно торговых залов, качеством - относительно невысокий уровень издаваемого шума. Снижение размеров агрегатов позволяет рациональнее использовать складскую торговую площадь, а также емкость торгового холодильного оборудования.

Назначение и принцип действия отдельных элементов герметичных машин несколько отличается от машин открытого типа. Автоматическое управление работой герметичной холодильной машины осуществляется не прессостатом реле давления), а термостатом (реле температуры). Защита электродвигателя от перегрева и конденсатора от избыточного давления обеспечивается тепловым реле компрессора.

Ниже дается характеристика основных узлов холодильных машин.

Холодильные агрегаты ACL 88TN (рис 35) и АСР 12TN выполненные на базе лицензионных компрессоров фирмы Electrolux, имеют небольшие размеры и низкий уровень шума. Предназначены они для установки в торговое холодильное оборудование как отечественного, так и импортного производства.

Рис. Холодильный агрегат ACL 88TN

Холодильные агрегаты ВС 4000 (2) и ВН 2000 (2) - агрегаты с компрессорами спирального типа фирмы Copeland (рис 36).

Применение компрессора спирального типа значительно повысило надежность изделия как по сравнению с герметичными поршневыми, так и с компрессорами открытого типа Спиральный компрессор не имеет клапанов и при правильной эксплуатации не может заклиниться.

Холодильный агрегат ВН 2000 (2) применяется в низкотемпературных камерах объемом 12-14 м, где может обеспечить температуру до -18 С.

Холодильный агрегат ВС 4000 (2) предназначен для охлаждения среднетемпературных камер объемом 24-30 м 3 Технические характеристики холодильных агрегатов приведены в табл.

Рис. Холодильный агрегат ВС 4000 (2)

Компрессорно-конденсаторные установки серий SM MX с герметичным и полугерметичным компрессором рис 3 7), имеющим внутреннюю защиту электродвигателя, электрическим щитом управления, защищенным от воздействия внешней среды, могут устанавливаться вне помещения, на улице.

Технические характеристики холодильных агрегатов

	ВН 2000(2)	BC 4000(2)	ACI 88 IN	ACP12TN
Хладагент	R22	R22	R22	R22
Диапазон температур кипения хладагента, °С	-45 -15	-25 -5	-25 -5	-25 -5
Температура окружающей среды, °С	+5 +45	+5 +45	+5 +45	+5 +45
Холодопроизводительность при температуре кипения хладагента 15°С (для ВН 2000(2) при -35°С) и температуре окружающего воздуха 20°С, Вт	2010	4360	600	800
Компрессор	ZF09K4E Сореland	ZS21K4E Сореland	L88TN Electrolux	P12TN Electrolux
Электродвигатель напряжение, В. частота вращения об/мин	380 3000	380 3000	220 3000	220 3000
Габариты, мм	860x560x610	860x560x610	440x380x255	440x380x255
Maccа, кг	90	90	30	30

Смонтированы в звукоизолирующем корпусе из оцинкованной стали. Техника серии SM и MX создает и поддерживает температуру от 5 до -30 С.

Установки эффективно работают в холодильных камерах на торговых предприятиях, а также широко применяются для охлаждения складских помещении.

Моноблок (рис 3 8) представляет собой единый блок, включающий в себя герметичный компрессор, воздушный конденсатор, воздухоохладитель и электронную панель управления. Моноблок устанавливают на сборных холодильных камерах с толщиной стены не более 120 мм, монтируя его в отверстие панели камеры на стене или потолке.

Рис. Компрессорно-конденсаторная установка

Рис 3 8. Моноблок

Сплит-система (рис. 3.9) - это полностью укомплектованное холодильное оборудование, состоящее из двух раздельных частей Применяется для охлаждения стационарных холодильных камер.

Рис. Сплит-система

Система автоматики обеспечивает в холодильной камере поддержание требуемой температуры, защиту от аварийных режимов и периодическое оттаивание воздухоохладителя.

Все оборудование поставляется с мониторами защиты, контролирующими напряжение питающей электросети.

Работает от сети с напряжением 220 или 380 В, сохраняет холод при температуре окружающего воздуха до 45°С,

Крупнейшим в мире производителем компрессоров холодопроизводительностью от 1 до 173 кВт для торгового холодильного оборудования, кондиционирования воздуха, тепловых насосов является фирма "Копланд" ("Copeland").

Герметичные поршневые компрессоры "Копланд" moизводятся по спецификациям, обеспечивающим их применение в любом климатическом поясе земного шара, что достигается благодаря широкому диапазону рабочих напряжений электродвигателей. Эти компрессоры производятся для работы на сертифицированных хладагентах и высококачественных смазочных маслах известных мировых фирм в высокотемпературном (выше 0°С), среднетемпературном (от 0°С до -15°С) и низкотемпературном (от -15°С до - 20°С) режимах.

С внедрением герметичных компрессоров появилась и новая гамма компрессорно-конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением. Эта новая номенклатура, привлекающая многими своими характеристиками, как стандартными, так и вводимыми по просьбе заказчиков, предназначена для работы с экологически безопасными хладагентами R-22 и R-134A. Она обладает широким диапазоном производительности и высоким энергетическим КПД. Все агрегаты [имеют бесшумный и плавный ход.

Предлагаются две основные гаммы агрегатов. Гамма HAN с обычным размером конденсатора применяется в целях обеспечения:

Режима стандартного хранения, когда температура закладываемого продукта не более чем на 10°С выше установленной в хранилище температуры;

Компактности и низкой стоимости;

Эксплуатации в условиях нормальной температуры окружающей среды.

Гамма HAL с более мощным конденсатором применяется, когда:

Величина нагрузки на агрегат часто и резко меняется во времени (при периодической загрузке одновременно больших количеств продукта или необходимости быстрого охлаждения продуктов, например, молока);

Необходимо достичь высокого энергетического КПД, что обеспечивает низкие эксплуатационные расходы;

Работа предстоит в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Бессалъниковые холодильные компрессоры "Копланд" объединяют в себе последние конструкторские разработки преимуществами новейших хладагентов. Бессальниковые компрессоры имеют высокую производительность, длительный срок службы и широкий диапазон применения (высоко-, средне- и низкотемпературный режим эксплуатации).

Модели DLH, D6C, Discus, а также двухступенчатые компрессоры имеют устройства подключения дифференциального механического реле давления масла или электронный датчик системы защиты по давлению масла Sentronic.

Все бессальниковые компрессоры способны к прямому пуску. Возможна комплектация также электродвигателями с переключением электрической цепи со "звезды" на "треугольник" при пуске или с использованием части обмотки для уменьшения пускового тока. Для оптимальных условий пуска без нагрузки может устанавливаться специальное устройство на всех моделях Discus, а также на моделях DLH.

Каждый компрессор снабжен устройством защиты электродвигателя. В однофазных электродвигателях установлено термореле защиты от перегрузки. В трехфазных электродвигателях в обмотку двигателя встроены терморезисторы.

Оборудование для регулирования холодопроизводительности может применяться для всех одноступенчатых 3-, 4-, 6- и 8-цилиндровых компрессоров. Для компрессоров D3D разработана система изменения нагрузки Moduload с особо низким потреблением электроэнергии.

Для работы в сверхнизком диапазоне температур следует применять модели Discus с системой Demand Cooling, позволяющей регулировать температуру нагнетания компрессора путем впрыска в него небольших количеств жидкого хладагента. Благодаря системе Demand Cooling одноступенчатый компрессор становится хорошей альтернативой двухступенчатому. В случае, когда температура кипения хладагента в зависимости от потребности должна заметно изменяться (например, от -50°С до -20°С), более экономически эффективной становится система Demand Cooling.

Фирма "Копланд" выпускает также спаренные (TWIN) компрессоры. Спаренные компрессоры применяются для всех двухступенчатых и Discus моделей, кроме тех, в которых имеется система Demand Cooling. Основные преимущества спаренных компрессоров: двойная холодопроизводительность, пониженная 50%-ная модуляция холодопроизводительности и высокий КПД даже при частичной нагрузке.

На базе большинства моделей бессальниковых компрессоров выпускаются компрессорно-конденсаторные агрегаты воздушного охлаждения. Они поставляются заправленными маслом, полностью укомплектованными средствами автоматики и готовыми к работе. Дополнительно по желанию заказчика в них можно установить: подогреватели картера, регулятор скорости вращения вентилятора (для регулирования температуры конденсации), защитный кожух для наружной установки, различные модификации ресивера по величине емкости.

Согласованно-спиральный компрессор "Копланд" является одним из наиболее совершенных герметичных компрессоров, применяющихся для кондиционирования воздуха, работы в режиме среднетемпературного охлаждения и теплового насоса. Диапазон рабочих температур кипения спирального компрессора - от положительных до -20°С.

По сравнению с поршневыми герметичными или бессальниковыми спиральные компрессоры имеют такие существенные преимущества, как:

Высокая надежность и повышенный срок службы благодаря меньшему числу деталей, обеспечивающих сжатие хладагента;

Устойчивость к перегрузкам;

Низкий уровень шума вследствие отсутствия клапанов и возвратно-поступательного движения деталей, а также высокой степени согласованности движения деталей благодаря запатентованному принципу "Compliance";

Более высокий коэффициент подачи хладагента в связи с отсутствием "мертвого" пространства;

Низкий уровень вибрации вследствие плавного, непрерывного сжатия;

Повышенная производительность, стабильность работы компрессора при попадании в зону сжатия механических примесей, продуктов износа или жидкого хладагента;

Малые пусковой момент и пусковые токи (пуск без нагрузки), для однофазных моделей нет необходимости в пусковом оборудовании;

Компактность и малый вес.

Холодильный коэффициент спирального компрессора при работе в стандартном европейском режиме кондиционирования воздуха достигает значения 3,37 Вт против 2,75- 2,95 Вт у поршневого герметичного аналога.

На рынке оборудования появился низкотемпературный спиральный компрессор типа Glacier, эффективно и надежно работающий при больших перепадах давления Он может работать на хладонах R-22, R-404A, R-507, R-134A при температурах кипения до -45°С.

Компрессоры "Копланд" всех типов поставляются заправленными минеральным маслом для работы R-22 или полиэфирным маслом для работы на озонобезопасных хладонах либо на R-22.

Спиральные компрессоры (рис. 3.10) предназначены для применения в кондиционерах промышленных, торговых и административных зданий.

На рынке климатического оборудования особым спросом пользуется продукция фирмы Maneurop. Ее компрессоры марки Performer, благодаря низкому уровню шума и высокой степени надежности, удовлетворяют все требования эксплуатации и запросы потребителя.

Установив компрессоры попарно, по три или четыре в ряд можно достичь производительности системы охлаждения до 180 кВт.

Отличительным признаком компрессоров марки Performer является наличие подвижного контакта между спиралями, который при помощи двух запатентованных плавающих уплотнений обеспечивает совершенную осевую герметичность и уменьшает напряжение и деформацию.

Высокая точность и современные машинные технологии обработки доказывают, что простая пленка масла - это то, что необходимо для точного уплотнения торцов спирали, уменьшения контакта между движущимися частями, сведения к минимуму трения между ними, увеличения объемной производительности и уменьшения вибрации, что гарантирует высокие эксплуатационные качества компрессора и удлиняет срок его службы.

Рис. Спиральный компрессор Performer фирмы Maneurop

Достоинствами спиральных компрессоров марки Регformer являются:

Более высокая эффективность. Контролируемые вращающиеся части с плавающими уплотнениями и усовершенствованной геометрией спиралей;

Минимальный уровень шума. Эффективная система балансировки компрессора и защита его от вибрации;

Повышенная надежность. Удлиненный срок службы из-за отсутствия трения между спиралями и охлаждение двигателя всасываемым хладагентом;

Простота установки. В большинстве моделей в качестве стандартного варианта подсоединения используются штуцеры под пайку твердым припоем или патрубки с накидной гайкой. Устройства защиты от обратного вращения, так же как и защиты самого электродвигателя, являются составной частью конструкции. Никаких дополнительных приспособлений при установке компрессора не требуется;

Большой запас масла и больший объем заправляемого хладагента, чем у большинства других компрессоров, более длительный срок эксплуатации.

Фирменный цвет окраски компрессоров синий.

Фирма Danfoss Maneurop работает над расширением диапазона мощности с 3,5 до 25 л.с. и внедряет новые хладагенты. В дополнение к разработкам в части использования озонобезопасных хладагентов R-407C и R-134A и в целях борьбы за чистоту окружающей среды фирма Danfoss Maneurop начала использовать хладагент R-410A в компрессорах мощностью от 3,5 до 6,5 л.с.

Выносное и централизованное хладоснабжение

Традиционная схема хладоснабжения торговых предприятий выполняется на основе отдельных блоков, т. е. на каждого потребителя работает отдельная холодильная установка.

Но оснащение магазинов холодильным оборудованием со встроенными компрессорами оборачивается дополнительными затратами на установку кондиционеров для отвода теплопритоков в торговые залы от встроенных агрегатов.

Теплопритоки в торговые залы от встроенных в оборудование холодильных агрегатов приводят к снижению товарооборота и росту непредусмотренных расходов.

Некомфортные для покупателя условия (высокая температура в торговом зале и высокий уровень шума, неприятные посторонние запахи) приводят к тому, что он спешит покинуть магазин, что ведет к уменьшению товарооборота;

Некомфортные для продавцов и обслуживающего персонала условия приводят к снижению качества обслуживания, следовательно, падает имидж предприятия и уменьшается товарооборот;

Срок службы встроенных агрегатов в 2-3 раза ниже, чем при использовании систем выносного хладоснабжения и в 4-6 раз ниже, чем при использовании централей, вследствие чего растут производственные затраты на обслуживание и замену оборудования;

Работа компрессорного оборудования в экстремальных условиях с предельно высокой температурой и давлением конденсации становится причиной частых выходов из строя оборудования, а это ведет к убыткам от порчи продуктов;

Дополнительные расходы на кондиционирование увеличивают на 20-30% общие расходы предприятия на энергопотребление.

Намного эффективнее системы хладоснабжения, обслуживающие нескольких потребителей, - выносное и централизованное хладоснабжение.

Выносное хладоснабжение представляет собой систему хладоснабжения на базе автономных компрессорно-конденсаторных агрегатов, располагаемых в машинном отделении, изолированном от торговых помещений. При этом каждый агрегат может обеспечивать холодом несколько потребителей.

Централизованное хладоснабжение (централь) является разновидностью выносной системы хладоснабжения. Представляет собой многокомпрессорный блок с единым микропроцессорным управлением, как правило, на базе полугерметичных поршневых или спиральных компрессоров. Для среднетемпературных и низкотемпературных потребителей используются два раздельных контура.

В настоящее время такие установки получили наибольшее распространение в крупных продовольственных магазинах и супермаркетах.

	Гипермаркет (торговый центр)	Супермаркет	Минимаркет
Общая холодопроизводительность, кВт
в том числе: по среднетемпературным потребителям (-10 °С)
по низкотемпературным потребителям (-15 °С)
	Централь	Централь/ компрессорно-конденсаторные агрегаты	Компрессорно-конденсаторные агрегаты
Средний срок службы, лет

При использовании системы централизованного хладоснабжения существенно снижаются не только эксплуатационные затраты, но зачастую и капитальные. И чем больше потребителей холода, тем выгоднее применять централизованное хладоснабжение.

Установка центрального хладоснабжения позволяет использовать теплоту конденсации для нужд отопления и подогрева технической воды.

В зависимости от холодопроизводительности и требований к ее регулированию она имеет от 2 до 6 компрессоров, включенных параллельно и имеющих общие системы нагнетания и всасывания. Такой компрессионный блок, изолированный от торговых и вспомогательных помещений, обеспечивает холодом 20-25 конечных потребителей, соединенных с ним хладомагистралями.

Кроме того, подобные системы проектируются с необходимым запасом мощности, что позволяет проводить плановoe обслуживание и экстренный ремонт любого холодильного агрегата без потерь хладоснабжения оборудования. Раньше такие системы выпускались в основном производителями престижных и дорогостоящих торговых марок. В настоящее время центральный холод доступен более широкому кругу потребителей.

Различают среднетемпературные и низкотемпературные установки централизованных систем с суммарной холодопроизводительностью до 80 кВт. Эти системы позволят рождать "бесшовную" линию витрин и до минимума снизить уровень шума в торговом зале.

Схему централизованного хладоснабжения см. на рис.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: «Физические процессы и технические средства получения искусственного холода на предприятиях АПК»

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА

Неотъемлемой частью технологических процессов скоропортящихся продуктов, их последующей сохранности, транспортировки и реализации является искусственный холод.

Искусственное охлаждение - это отвод теплоты от тела, имеющего температуру более низкую, чем температура окружающей среды, в которой находится охлаждаемое тело.

Использование искусственного холода для сохранения скоропортящихся продуктов нашло свое применение еще в XIX веке, в основном на рыбных промыслах. В основу получения искусственного холода были положены физические процессы, которые сопровождаются поглощением теплоты. Иногда для этих целей используют механическую работу или электричество.

Существует ряд таких процессов, которые сопровождаются поглощением теплоты извне. К ним можно отнести фазовый переход вещества, а именно:

Плавление;

Испарение;

Сублимация (сухая пререгонка, возгонка - или непосредственно переход вещества при нагревании из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости);

Адиабатическое дросселирование (расширение газа, проходящего через суженное отверстие без совершения внешней работы и без теплообмена с окружающей средой - эффект Джоуля-Томсона);

Этот эффект обусловлен затратой внутренней энергии на работу против сил молекулярного притяжения, что приводит к изменению температуры реального газа. Применяется в технике глубокого охлаждения. В холодильных машинах АПК этот способ применяется крайне редко.

Адиабатическое расширение газа с совершением полезной внешней работы;

Вихревой эффект (эффект Ранка), который заключается в том, что сжатый воздух, имеющий температуру окружающего воздуха, подается в трубу по тангенциальному вводу;

Термоэлектрический эффект (эффект Пельтье) заключается в том, что при прохождении постоянного электротока через цепь, состоящую из двух разнородных металлов, один из них имеет более низкую температуру, второй более высокую. Холодный спай является источником низкой температуры. По такому принципу работают термоэлектрические охлаждающие устройства.

Для сохранения скоропортящихся продуктов их необходимо охлаждать постоянно. Это возможно в том случае, если имеется большой запас хладагента, или при его конечном количестве восстанавливать его первоначальное состояние, т.е. хладагент должен совершать круговой процесс или цикл, претерпевая ряд изменений, но обязательно превращаться в первоначальное состояние. Для этой цели необходимо затрачивать внешнюю работу.

2. термодинамические процессы и циклы холодильных установок

Идеальным циклом получения искусственного холода может быть холодильная установка, работающая в соответствии с обратным циклом Карно, сущность которого сводится к следующему. В отличие от прямого цикла, в котором производится работа при переходе теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, в обратном цикле работа или теплота передается от менее нагретого тела к более нагретому. На диаграмме это явление (процесс) можно представить следующим образом.

Как видно из диаграммы, в процессе 1 - 2 хладагент адиабатно сжимается от объема V1 до объема V2 с повышением температуры от Т2 до Т1. Далее в процессе 2 - 3 осуществляется сжатие хладагента при одновременном изотермическом отводе тепла Q1 при температуре Т1 в окружающую среду. В процессе 3 - 4 хладагент адиабатно расширяется от объема V3 до объема V4 с понижением температуры от Т1 до Т2. В процессе 4 - 1 хладагент продолжает увеличиваться в объеме (расширяться) при температуре Т2, изотермически получая теплоту Q2 от более холодного тела относительно внешней среды.

Цикл идеальной холодильной машины

S - энтропия, т.е. количество энергии, которое передается в виде тепла от одного тела к другому (Клаудисус, 1852 г.)

Q - запас тепла

Т - абсолютная температура

Действительный цикл холодильной машины

1-2 - адиабата (S = const) - сжатие сухих паров в камере. Процесс 2-2" - охлаждение хладона в конденсаторе (P= const), отводит ранее полученное тепло окружающей среде.

2"-3 - сжатый хладон при Т= const и P=const конденсируется в конденсаторе.

3-3" - переохлаждение в теплообменнике изобарно. P= const.

3"-4 - расширение после ТРВ (изоэнтальпа, i= const.

4 -1 - кипение в испарителе (T = const, P = const).

1-2 - адиабатное сжатие в компрессоре до давления Р1.

Полезным эффектом холодильного цикла является количество теплоты Q2 , которая отбирается хладагентом от охлаждаемого продукта, имеющего температуру Т2 < Т1. Это количество теплоты принято называть холодопроизводительностью цикла, которую можно определить по формуле:

где i1 - энтальпия сухого пара хладагента;

i4 - энтальпия жидкого хладагента при температуре переохлаждения;

Сср - средняя теплоемкость хладагента при Р = const.

Для оценки работы холодильной машины, работающей по обратному циклу Карно, используют холодильный коэффициент, который определяется как отношение полезного количества теплоты, отнятой от холодильного источника ограниченных размеров, к затраченной работе на осуществление цикла, где Аобр - работа, затрачиваемая на осуществление обратного цикла.

Для осуществления такого цикла в рабочую схему холодильной машины необходимо устанавливать дополнительно расширитель принудительного действия - дендратер. Это приводит к дополнительному расходу энергии.

В действующих холодильных установках вместо расширительного цилиндра (расширителя) устанавливается дросселирующий вентиль, через который проходит хладагент с предварительным охлаждением. Это делается для того, чтобы увеличить количество кипящего хладагента в испарителе, что приведет к уменьшению цикла работы холодильной машины. Причем этот цикл сопровождается перегревом паров при сжатии.

Рабочий процесс холодильной машины можно представить в виде следующей диаграммы. Жидкий хладон кипит в испарителе при Т = const и Р2 = const (процесс 4-1 - изобара, изотерма), получая тепло Q2 , которое отводит от охлаждаемого тела.

Образовавшийся пар, пройдя теплообменник, поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления Р1 (процесс 1-2) Сжатые и перегретые

пары из компрессора поступают в конденсатор, в котором при постоянном давлении Р1 охлаждаются (процесс 2-2") при одновременном изобарическом отводе тепла Q1, полученного в предыдущих процессах в окружающей среде. Отдавая теплоту, хладагент поступает в теплообменник (переохладитель), где он дополнительно охлаждается до более низкой температуры парами хладагента, вышедшими из испарителя, или водой. При этом давление Р1 = const, а температура ниже, чем температура конденсации Т1 (процесс 2"-3 изобара). Из теплообменника хладагент подается в фильтр-осушитель, пройдя через который поступает в ТРВ. Дросселируясь, хладагент адиабатно расширяется до давления Р2 (процесс 3-4 изоэнтальпа i = const) с понижением температуры от Т1 до Т2. Далее процесс повторяется.

Различают компрессионные холодильные машины, в которых происходит сжатие холодильного акта; теплоиспользующие холодильные машины, потребляющие тепловую энергию; термоэлектрические холодильные машины, основанные на использовании Пельтье явления.

Компрессионные холодильные машины в свою очередь подразделяют на газовые, в которых газообразный холодильный агент не меняет агрегатного состояния, и на паровые, в которых холодильный агент изменяет агрегатное состояние (пар - жидкость). Последние получили наиболее широкое распространение.

Теплоиспользующие холодильные машины подразделяют на абсорбционные, у которых в холодильном цикле участвуют два компонента - холодильный агент и поглотитель (абсорбент), и пароэжекторные, в которых сжатие пара осуществляется с помощью пароэжектора.

Холодильный агйнт или хладагйнт - это рабочее вещество холодильной машины. В зависимости от типа холодильной машины применяются различные хладагенты. Так, в паровых компрессионных холодильных машинах в качестве хладагента применяют хладоны, аммиак, углеводороды (пропан, этан, этилен и др. вещества; в абсорбционных - водные растворы аммиака и бромистого лития; в пароэжекторных - водный пар.

Рассмотрим схемы и принципы действия компрессионной паровой, теплоизолирующей абсорбционной и теплоиспользующей эжекторной холодильных машин.

Рис1. Принцип работы компрессионной холодильной машины

Схема компрессионной холодильной машины представлена на рис. 1. Она состоит из следующих основных элементов: испарителя 2, компрессора 3, конденсатора 6, теплообменника 9, фильтра-осушителя 11 и терморегулирующего вентиля ТРВ 10, соединенных между собой трубопроводами в замкнутую герметичную систему, заполненную холодильным агентом.

Испаритель содержит промежуточный теплоноситель (воду), находящийся в аккумуляторе холода 1 в результате теплообмена с кипящим холодильным агентом. Кипение холодильного агента в испарителе происходит за счет дросселирования в ТРВ и поддерживаемого компрессором низкого давления. Температура кипения холодильного агента в испарителе обычно на 5-150 ниже температуры охлаждаемой среды. Через поверхность испарителя вода отдает свое тепло холодильному агенту, который при этом превращается в пар. Таким образом, в испарителе холодильный агент кипит при низкой температуре, отбирая тепло от охлаждаемой воды.

Компрессор отсасывает пары холодильного агента из испарителя и поддерживает в нем низкое давление, обеспечивающее низкую температуру кипения. Кроме того, компрессор нагнетает пары в конденсатор и сжимает их до такого высокого давления, при котором они превращаются в жидкость при условии охлаждения их окружающей средой с температурой 20-300С.

Конденсатор обеспечивает охлаждение сжатых паров холодильного агента окружающим воздухом с целью понижения температуры паров до температуры конденсации (состояния насыщения) и конденсации насыщенных паров в жидкое состояние.

Ресивер создает запас жидкого холодильного агента, необходимый для обеспечения равномерного питания им испарительной системы. Кроме того, ресивер является дополнительной емкостью конденсатора, которая предотвращает переполнение последнего жидким холодильным агентом. Ресивер работающей холодильной машины должен быть заполнен жидким холодильным агентом на 50% своего объема.

Теплообменник обеспечивает переохлаждение жидкого холодильного агента, поступающего к терморегулирующему вентилю, и перегрев парообразного холодильного агента, поступающего из испарителя в компрессор.

Фильтр-осушитель улавливает различные механические загрязнения (опилки, ржавчину и т.п.) холодильного агента и поглощает влагу, находящуюся в системе.

Терморегулирующий вентиль предназначен для дросселирования жидкого холодильного агента, поступающего в испаритель, и регулирования его расхода. Дросселирование сопровождается понижением давления холодильного агента от давления конденсации до давления кипения. Кроме того, терморегулирующий вентиль обеспечивает необходимое заполнение испарителя жидким холодильным агентом, подавая в единицу времени столько жидкости, сколько паров успевает за это время отсосать компрессор.

Таким образом, холодильная машина работает по замкнутому циклу. Процесс дросселирования жидкого холодильного агента терморегулирующим вентилем (ТРВ) сопровождается изменением агрегатного состояния холодильного агента. Часть жидкости, прошедшей через ТРВ, превращается в насыщенный пар, охлаждая при этом остальную часть холодильного агента до температуры кипения. Поэтому из ТРВ выходит смесь жидкости и насыщенного пара (влажный пар). Относительное содержание пара в этой смеси 10-20% по массе или до 90-95% по объему. Влажный пар, поступающий в испаритель, разделяется на жидкую и газообразную фазы. Жидкость в испарителе кипит при давлении кипения, поглощая тепло от промежуточного теплоносителя (воды) через стенки испарителя. Пары, поступающие из ТРВ и образовавшиеся при кипении, отсасывает компрессор. Температура и давление кипения зависят от требуемой температуры охлаждения, величины теплопередающей поверхности испарителя и интенсивности теплообмена.

Пары холодильного агента, отсасываемые компрессором, по мере продвижения по испарителю в результате теплообмена через стенки последнего дополнительно подогреваются. Поэтому их температура на выходе из испарителя обычно на 2-70С выше температуры кипения.

Сжатие паров холодильного агента в компрессоре с давления кипения до давления конденсации сопровождается возрастанием их внутренней энергии, давления и температуры. Температура конца сжатия паров компрессоре зависит от разности давлений на входе и выходе из компрессора и достигает 60-800С.

В конденсаторе последовательно происходит три процесса: охлаждение сжатых паров до состояния насыщения, их конденсация и переохлаждение жидкого холодильного агента. Давление и температура конденсации зависит от температуры охлаждающей среды, величины теплопередающей поверхности конденсатора и интенсивности теплопередачи. Как правило, температура конденсации на 5-200С превышает температуру охлаждающей среды.

Жидкий холодильный агент из конденсатора через ресивер, теплообменник и фильтр-осушитель поступает в ТРВ и цикл повторяется. Таким образом, холодильный агент, совершая движение по замкнутому циклу, отнимает тепло от воды в аккумуляторе холода и отдает его воздуху, обдувающему конденсатор.

Абсорбционная холодильная машина

В теплоиспользующей абсорбционной холодильной машине (АХМ) для отвода пара из испарителя служит абсорбер - сосуд, заполненный водой. Пары аммиака (холодильный агент R717) из испарителя И попадают в абсорбер Аб. Вода, через которую пробулькивают пары аммиака, растворяет их (абсорбирует, т.е. впитывает). Некоторое снижение давления в абсорбере способствует поступлению новых паров из испарителя в абсорбер.

При растворении аммиака в воде выделяется теплота, которая ухудшает дальнейшее растворение аммиака. Поэтому абсорбер необходимо охлаждать.

Насыщенная аммиаком вода (крепкий раствор) подается в генератор Г. Здесь крепкий раствор нагревается проходящим по змеевику горячим паром (в домашних абсорбционных холодильниках крепкий раствор нагревается электроспиралью или с помощью газовой горелки). Пары аммиака, образующиеся при нагревании крепкого раствора, из генератора поступают в конденсатор Кд, где охлаждаются водой и конденсируются. Жидкий аммиак высокого давления дросселируется в регулирующем вентиле ТРВ и поступает в испаритель, где кипит при низком давлении, отбирая теплоту от охлаждающих сред.

Оставшийся в генераторе, после выкипания аммиака, слабый водоаммиачный раствор возвращается в абсорбер и впитывает новые порции паров аммиака, поступающие из испарителя.

Таким образом, в отличии от компрессионной машины в абсорбционной вместо компрессора используются два аппарата (абсорбер и генератор), а также насос для подачи жидкости, мощность которого примерно в 10 раз меньше, чем у компрессора.

В домашних абсорбционных холодильниках насос и вентиль 2РВ вообще исключены из схемы. Это достигается добавлением в испаритель водорода. В результате давление в конденсаторе становится равным суммарному давлению аммиака и водорода в испарителе. При этом добавление водорода не влияет на температуру кипения аммиака в испарителе, так как она определяется только парциальным давлением паров аммиака.

Холодильный коэффициент

в абсорбционных машинах е? в три раза меньше, чем в компрессионных. Отсутствие компрессора, создающего при работе шуми выходящего из строя быстрее, чем теплообменные аппараты, обуславливает применение абсорбционных машин также и для домашних холодильников.

Однако, по сравнению с компрессионными холодильные машины абсорбционные имеют ряд недостатков. Поскольку нагреватель постоянно или циклично включен в электросеть, эксплуатация абсорбционных холодильных машин обходится дороже компрессионных, включающихся в сеть периодически. Производительность абсорбционных холодильных машин значительно ниже компрессионных, процесс охлаждения и получения низкой (минусовой) температуры в абсорбционных холодильных машинах протекает значительно медленнее и достигаемая температура значительно выше, чем в компрессионных холодильных машинах.

Широко распространены в быту холодильники абсорбционного типа (АТ). Свое название они получили от происходящих в них процессах абсорбции, т.е. поглощение жидким или твердым поглотителем паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом служит аммиак. Пары аммиака поглощаются водой с образованием при этом водоаммиачного раствора.

Компонентами раствора для заполнения холодильного агрегата являются: хладагетн - аммиак, абсорбент - бидистиллят воды, ингибитор - хромат натрия Na2CrO4 , инертный газ - водород. Количество водоаммиачного раствора для заполнения холодильного агрегата составляет 350-750 см3, концентрация аммиака в водоаммиачном растворе 34-36% (по массе).

Агрегат наполнен водоаммиачным раствором и водородом под давлением 1,47-1,96 МПа. Водород инертен и не вступает в химическую реакцию с аммиаком.

Назначение водорода - создание противодавления аммиачному пару. Водород подается в конденсатор с меньшим давлением, чем давление аммиачного пара до его конденсации.

Для предохранения внутренней поверхности труб холодильного агрегата от коррозии в раствор вводят хромат натрия (Na2CrO4) в количестве? 2% массы заряда. Водоаммиачный раствор приготавливают, смешивая аммиак с дистиллированной водой двойной перегонки.

Холодильный агрегат расположен на задней стенке холодильного шкафа, испаритель - внутри холодильной камеры.

Холодопроизводительность агрегата абсорбционно-диффузионного типа 20-30 ккал/ч.

Холодильный агрегат

Рис. Холодильный агрегат абсорбционного типа

1 - кипятильник; 2 - дефлегматор; 3 - конденсатор;

4 - испаритель; 5 - абсорбер; 6 - капиллярная трубка Ш 0,8 мм

Холодильный агрегат абсорбционно-диффузионного действия изготовлен из бесшовных труб, соединенных газовой сваркой. Основные узлы агрегата:

генератор - выработка аммиачного пара и подъем слабого раствора на высоту слива в абсорбер;

конденсатор - конденсация паров аммиака;

испаритель - испарение жидкого аммиака с образованием холода;

абсорбер - поглощение пара аммиака водоаммиачным раствором (процесс абсорбции);

электронагреватель - нагрев водоаммиачного раствора в генераторе.

Принцип работы холодильного агрегата абсорбционного типа заключается в следующем. Концентрированный раствор постоянно нагревается в кипятильнике 1 до температуры кипения каким-либо источником тепла (электрическим, газовым и т.д.). Так как температура кипения хладагента значительно ниже температуры кипения растворителя (абсорбента), то в процессе выпаривания концентрированного раствора (приблизительно t = 165-1750С) из кипятильника выходят концентрированные пары хладагента с небольшим количеством растворителя. На пути движения к конденсатору концентрированные пары хладагента проходят специальный теплообменный аппарат (дефлегматор 2), в котором происходит частичная конденсация концентрированных паров. При этом образовавшийся конденсат стекает в слабый раствор, выходящий из кипятильника, а более концентрированные пары хладагента поступают в конденсатор 3. Высококонцентрированный жидкий хладагент по капиллярной трубке Ш 0,8 мм из конденсатора поступает в испаритель 4, где он закипает при отрицательной температуре, отбирая тепло из холодильной камеры. Слабый раствор из кипятильника поступает в абсорбер 5 и охлаждается окружающей средой до температуры начала абсорбции. Выходящие из испарителя пары хладагента также поступают в абсорбер навстречу движущемуся охлажденному слабому раствору. В абсорбере происходит процесс поглощения (абсорбции) паров хладагента слабым раствором. При этом выделяется некоторое количество теплоты абсорбции (смешения) в окружающую среду. Образовавшийся в абсорбере концентрированный раствор термонасосом подается в кипятильник.

Циркуляция раствора и хладагента осуществляется непрерывно, пока работает кипятильник и термонасос, обогреваемые одним источником тепла. Таким образом, в абсорбционном холодильном агрегате непрерывного действия роль всасывающей части механического компрессора выполняется абсорбером, а нагнетательной - термонасосом.

Российской промышленностью выпускаются абсорбционные холодильные агрегаты: Морозко 3м, 4м, 5м; Ладога 40м; Спутник АШ-60, Кристалл 4, 9,9 м, 12м; Иней, Россия. Стоимость таких агрегатов значительно дешевле, но нет в нашей республике гарантийного обслуживания и ремонта.

В пароэжекторной холодильной машине рабочий пар из кипятильника (парогенератора) поступает в сопло эжектора, где расширяется и, выходя из сопла с большой скоростью, инжектирует (захватывает) холодный пар из испарителя. Общий поток поступает в конденсатор, где создается давление Рк.

Схема пароэжекторной холодильной машины

1 - кипятильник; 2 - эжектор; 3 - испаритель; 4 - охладительные объекты; 5, 7 - насосы;

6 - конденсатор.

Из конденсатора основная часть жидкости насосом возвращается в кипятильник, а меньшая часть поступает через регулирующий вентиль РВ1 в испаритель. В нем за счет работы эжектора поддерживается низкое давление Р0, при котором часть воды испаряется, пары отсасываются эжектором, а основная масса охлаждается и насосом подается к охлаждаемым объектам. В испаритель вода возвращается через регулирующий вентиль РВ2.

По энергетическим показателям пароэжекторные машины уступают компрессионным, но простота их конструкции и обслуживания, низкая начальная стоимость, высокая надежность и возможность использования теплоты низкого потенциала делают их применение в определенных условиях предпочтительным.

Рабочие вещества холодильных машин, их основные свойства и область применения

Рабочее вещество, с помощью которого в холодильной машине совершается обратный круговой цикл, называется хладагентом. Хладагенты используют в холодильных машинах, кондиционерах воздуха и теплонасосах. Наиболее распространенными теплоагентами являются вода, аммиак, хладоны и воздух.

В зависимости от используемого хоадагента холодильные машины делят на две группы: паровые и газовые.

Паровые машины бывают двух типов - компрессионные и абсорбционные. В машинах первого типа циркуляцию хладона осуществляет компрессор. Во втором типе - циркуляция обеспечивается за счет тепловой энергии теплонагревателя при нагреве им сжиженного газа.

В газовых машинах в качестве хладагента используют воздух.

В кондиционерах в качестве хладагента используют воду, т.к. температура теплоносителя всегда больше 00С (t > 00С).

Воду используют в качестве хладагента и в установках абсорбционного и эжекторного типов.

Аммиак применяют в специальных абсорбционных установках при температуре кипения tк > -700С. Основные преимущества его:

Малый удельный объем при температурах испарения;

Большая теплота парообразования;

Незначительная растворимость в масле;

Не оказывает координирующего действия на сталь.

К недостаткам относятся его ядовитость, горючесть, а также взрывоопасность при концентрации в воздухе 16…26,8 %. В смеси с водой разъедает цинк, медь, бронзу и др. медные сплавы, за исключением фосфористой бронзы. Поэтому большее распространение получили в качестве хладагентов углеродные или углеводородные соединения, содержащие фтор, хлор и бром. Это позволило повысить надежность, энергетическую эффективность и безопасность холодильных машин. Первоначально такие галоидопроизводные предельных углеводородов называли фреонами из-за того, что торговая американская фирма «Дюпон» в 1928 г. Впервые синтезировала фреон-12. В настоящее время вместо термина «фреон» введен термин «хладон». Обозначение хладонов согласно международного стандарта МС ИСО 817-74 строится по формуле R - N (где R - символ, обозначающий холодильный агент; N - номер хладона или присвоенный номер для других хладагентов). Для хладонов номер расшифровывается в следующем порядке.

Первая цифра в двухзначном номере или первые две или первые две цифры в трехзначном номере обозначают тот насыщенный углеводород CnH2n+2 , на базе которого получен хладон. Установлены следующие цифры: 1 - СН4 (метан); 11 - С2Н6 (этан); 21 - С3Н8 (пропан); 31 - С4Н10 (бутан) и т.д. Галоидные соединения насыщенных углеводородов CnH2n+2 , полученные путем замены атомов водорода атомами фтора, хлора, брома (CnHxFyClzBru), чрезвычайно многочисленны. Число молекул отдельных составляющих, входящих в эти химические соединения, связаны зависимостью x + y + z + u = 2n + 2.

Справа пишут число атомов фтора в хладоне CF2Cl2 - R12, C3F4Cl4 - R214 и т.д. При наличии в хладоне атомов брома после основного номера пишут букву В, а за ней число атомов брома: CF2Br2 - R12B2 . Незамещенные атомы водорода - плюс столько единиц, сколько осталось незамещенных атомов к первой цифре (метан) или ко второй в остальных соединениях.

К основным свойствам хладагентов относятся теплофизические, физико-химические и физиологические. К теплофизическим свойствам относятся вязкость м, теплопроводность л, плотность с, температура замерзания tкр и др. м, л, с - влияют на коэффициент теплопередачи при кипении и конденсации. Большим значением л, с и малой вязкости м соответствуют большие значения коэффициентов теплопередачи. Вязкость и плотность влияют на гидравлические сопротивления при циркуляции хладагента в системе. К физико-химическим свойствам относятся растворимость в смазочных маслах и воде, инертность к металлам, взрывоопасность и воспламеняемость. По физиологическим свойствам хладагенты не должны быть ядовитыми.

По характеру взаимодействия с маслом все хладагенты разделяют на две группы. К первой относятся хладагенты с ограниченной растворимостью в масле (аммиак R717, углекислота R44, близко подходят хладоны R13, R14, R115); ко второй группе - с неограниченной растворимостью (R11, R12, R21, R22, R40). Это значит, что при ограниченной растворимости в жидкой фазе смеси наблюдаются два слоя, из которых в одном преобладает масло, в другом - хладагент. Во втором случае этого не наблюдается и, кроме того, если кипит не чистый хладагент, а смесь (R12 + масло), то для получения такой же температуры кипения, что и для чистого R12, необходимо поддерживать более низкое давление кипения и, следовательно, затрачивать излишнюю работу на сжатие пара.

Кроме того, маслохладоновая смесь имеет большую вязкость. А это уменьшает коэффициент теплопередачи. Растворимость хладонов в воде также имеет важное значение для нормальной работы холодильной машины. Избыточное присутствие влаги приводит к «запайке» льдом дроссельного отверстия терморегулирующего вентиля.

Взаимодействие хладонов с металлами зависит также от содержания в них влаги.

Галогенизированные углеводороды дают с влагой галогенные кислоты, при которых возможны гидролиз хладона и коррозия металлов.

Хладагент не должен быть взрывоопасным и ядовитым, а также не воспламеняться в смеси с воздухом. Однако аммиак вызывает раздражение глаз и верхних дыхательных путей. Допустимая концентрация его в воздухе > 0,02 г/м3.

Хладоны с большим содержанием фтора или полностью фторированные (R13, R113) практически безвредны для человека. R12 только на открытом пламени разлагается на составные части. В продуктах его разложения содержится фосген. Недостаток фтора - озоновые дыры.

В каких областях применяются различные хладагенты?

Аммиак (R717), хладоны (R12, R22) используют в компрессионных холодильных машинах для получения температуры кипения до -30…-400С без вакуума в системе охлаждения. R12 применяют в одноступенчатых холодильных машинах с tконд = < + 750С и tкип = > -300С, в домашних холодильниках, кондиционерах, водоохлаждающих холодильных машинах. R22 применяют для машин с поршневыми и винтовыми компрессорами одно- и двухступенчатого сжатия, а также в бытовых холодильниках. Диапазон tкип = -10…1700С, tконд = < 500С.

Для уменьшения растворимости и циркуляции масла вместо R22 используют смесь R22 и R12, а также азетропную смесь R502.

R502 применяют в низкотемпературных одноступенчатых холодильных машинах при tконд = < 500С и tкип = > -450С и т.д.

Для практического использования наиболее перспективными можно считать следующие хладагенты:

для высокотемпературных холодильных машин

Ркр/Р0 R12/R114; R22/R114; R143/R142

Р0 - давление расширения

для среднетемпературных

R22/R114; R143/R12; R13B1/R12; R12/R142; R22/R12/R142/CO2

для низкотемпературных

R13/R12; R13B1/R12; R13/R22/R12/азот.

Примерные обозначения и основные термодинамические свойства наиболее распространенных хладонов

По давлению конденсации при температуре конденсации tк = 300С хладагенты делятся на три группы:

1) хладагенты высокого давления (2 < Р30 < 7 МПа) или низкотемпературные (tн.к ниже -600С) - R744; R13; R14;

2) хладагенты среднего давления (0,3 < Р30 < 2 МПа) или среднетемпературные (tн.к выше -600С и ниже -100С) - R717; R12; R22; R115; R143; R502;

3) хладагенты низкого давления (Р30 < 0,3 МПа) или высокотемпературные (tн.к выше -100С).

По виду использования хладагента холодильные машины подразделяются на аммиачные, хладоновые, пропановые, пароводяные, водоаммиачные и др. На практике применяется более двадцати хладагентов.

Поскольку в сельском хозяйстве применяются в основном компрессионные холодильные установки, трущиеся части компрессора должны быть тщательно смазаны. Для смазки применяются специальные смазочные масла, которые длительное время сохраняют свои физико-химические свойства без старения с возможно низкой температурой застывания и высокой температурой вспышки. Для этой цели применяют специальные холодильные (рефрежираторные) масла высокого качества типа ХФ. При этом каждому виду хладона должен соответствовать его тип масла (R12 - ХФ 12-16; R22 -ХФ 22-24; R717 -ХА; ХА-23; ХА-30; ХА-34).

Старение масла происходит под действием кислорода воздуха, в результате чего происходит коррозия металла и выделение смолистых веществ, которые приводят к закупорке небольших проходных отверстий в холодильной машине. Смазочные масла не должны содержать влаги. Поэтому выпускают их тщательно просушенными, а хранят в герметически закрытой таре. Перед заправкой холодильной машины масло обязательно дополнительно сушат.

Смазочные масла должны иметь низкие температуры помутнения и застывания. Помутнение происзодит при понижении температуры вследствие выделения из масла кристаллов парафина. А это приводит к закупорке небольших проходных сечений в машине (капиллярных трубок) и нарушению нормальной работы холодильника.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Холодильная техника. Под ред. В.Ф. Лебедева. -М.: Агропромиздат, 2006.

А.И.Побединский и др. Искусственный холод на предприятиях АПК. -Мн.: Ураджай, 2004

...

Подобные документы

Физические основы получения искусственного холода. Холодильные агенты и промежуточные хладоносители, их свойства и требования, предъявляемые к ним. Типы холодильных машин и агрегатов, системы охлаждения, ремонт установок и задачи их эксплуатации.

контрольная работа , добавлен 29.03.2011


Использование холода в кондитерском производстве. Оптимальные параметры охлаждающих сред для производства конфет. Группировка потребителей холода по изотермам холода. Расчет термодинамических циклов холодильных машин. Схема системы хладоснабжения.

курсовая работа , добавлен 19.06.2011


Монтаж холодильных установок: оборудования со встроенными герметическими машинами, малых установок с вынесенными агрегатами, установок средней и большой производительности. Техника безопасной работы при обслуживании и эксплуатации холодильных установок.

курсовая работа , добавлен 05.11.2009


Системы охлаждения холодильных камер. Основные способы получения холода. Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины. Холодильные машины и агрегаты, применяемые в современной торговой деятельности. Их конструкция и основные виды.

курсовая работа , добавлен 17.04.2010


Область применения холодильных установок. Обслуживание оборудования, холодильно-компрессорных машин и установок в соответствии с техническими чертежами и документацией. Требования к индивидуальным особенностям специалиста и профессиональной подготовке.

презентация , добавлен 10.01.2012


Основные принципы агрегатирования парокомпрессорных холодильных машин. Состав компрессорно-конденсаторных и компрессорно-испарительных агрегатов. Конструктивные особенности воздушного конденсатора. Морозильные бонеты, их виды и область применения.

реферат , добавлен 11.09.2014


Характеристика основного назначения холодильной техники, которая позволяет сохранять свойства пищевых продуктов, а также получать пищевые продукты с новыми свойствами. Принцип действия компрессионных, абсорбционных и пароэжекторных холодильных машин.

реферат , добавлен 15.12.2010


История и современное состояние испарителей холодильных установок. Камерные приборы тихого охлаждения. Классификация и конструкции основных типов испарителей холодильных установок. Камерные приборы тихого охлаждения. Модернизация атмосферных испарителей.

курсовая работа , добавлен 12.10.2013


Роль холодильных технологий на рынке пищевых продуктов. Характеристика района строительства. Расчёт строительных площадей камер хранения и холодильника. Выбор строительно-изоляционных конструкций и расчет толщины теплоизоляции. Подбор оборудования.

курсовая работа , добавлен 29.06.2012


История создания и классификация абсорбционных холодильных машин; область применения и использования. Расчёт цикла, генератора, тракта подачи исходной смеси. Патентный обзор машины с мультиступенчатым эжектором и абсорбционно-диффузионного агрегата.

Кондиционеры уже давно появились на рынке, а за последние 10 лет стали по-настоящему общедоступными. При этом далеко не все знают принцип их работы. Если мы не охлаждаем улицу, то зачем нужен блок снаружи? Сколько уличного воздуха приходит в комнату через соединительные трубопроводы? И т.д.

Предлагаю вашему вниманию общедоступный научно-популярный познавательный рассказ. А начнем мы с самого начала - с получения холода.

Как получить холод?

В научном мире эта тема называется «Физические основы получения холода». И перечисляется более десятка таковых основ. Но это сложно и скучно. Пойдем простым путём. Нам нужно получить холод в комнате. Как это сделать?

1. Создать холод (энергию холода) из некой другой энергии.
2. Принести холод из другой комнаты.

Вроде бы пока всё просто - у нас всегда и везде есть два варианта обзавестись чем-либо - сделать самому или стащить у кого-то.

Вот, например, все обогреватели-отопители, работающие от электричества, тепло создают сами. А если вентилятором нагнетать горячий летний воздух с улицы, то здесь мы тепло не создаем, а переносим (с улицы в комнату). Какова же эффективность обоих методов? В первом случае мы тратим электричества ровно столько, сколько и получаем тепла (ТЭН, потребляющий 1кВт, даёт ровно 1кВт тепла), т.е. КПД получается 100%. Во втором же случае с использованием вентилятора, потребляющего 1кВт с улицы можно нагнать и 5 и 10 и 20кВт тепла! Пожарче улица была бы! И что же? КПД будет 500, 1000 или 2000%? Совсем нет, но факт, что второй способ эффективнее, очевиден.

Кондиционеры - переносчики холода

Кондиционер работает именно по второму пути. Он холод не создает, а приносит с улицы. Как - увидим чуть ниже, а пока ещё одно сравнение из современной жизни.

Рассмотрим работу инженера и менеджера по продажам. Инженер занимается проектированием и зарабатывает тем, что разрабатывает и создает всевозможную технику. Он может и год и два потратить на разработки. Менеджер же эту технику переносит, точнее, перепродает, зарабатывая на наценке. И кто лучше живёт в нашей современности? :)

Так вот, вернемся к кондиционерам. Потому-то все они состоят из двух блоков, что именно!переносят! холод. Первый блок отправитель холода, второй получатель (или, с точки зрения тепла, наоборот: первый блок получатель тепла, а второй его отправитель). Адресант и адресат. Так называемые, наружный и внутренний блоки.

Как кондиционеры переносят холод?

Очень просто - для реализации процесса переноса нужно некое вещество-носитель. Зимой на улице холодно и носитель там охлаждается, а в комнате нагревается, при этом охлаждая воздух в комнате. Т.е. носитель перенес температуру с улицы в комнату.

Но откуда взять холод в летнюю жару? Ответ прост - из той же самой жары. Надо только подойти к вопросу немного иначе и переносить не температуру, а энергию. Если перенести энергию из комнаты на улицу, то в доме энергии останется меньше и станет холоднее, на улице же будет теплее.

Как вещество-энергоносец переносит энергию? Обратимся к свойствам веществ при разных давлениях. Например, к свойствам воздуха. Если взять некий объем воздуха при температуре 25°С и давлении 1атм. (точка 1, рис.1) и сжать его до 200атм (точка 2), то его температура увеличится до 53°С. Теперь охладим его уличным воздухом до 40°С (точка 3) и снова приведём к давлению 1атм (точка 4), при этом он охладится до 8°С - вот он и холод! Такой температурой можно и комнату охлаждать! Собственно, вот и всё - задача выполнена!

Проблема выбора теплоносителя

Рассмотренный выше способ получения холода с использованием воздуха находит своё применение в холодильной технике для получения температур около -100С, но абсолютно не годится для кондиционирования :

• Во-первых, как мы увидели, воздух в качестве теплоносителя неудобен, т.к. 200атм. - очень высокое давление, требующее высокой потребляемой мощности для его достижения.
• Во-вторых, и это можно показать, нам понадобится большой расход воздуха.
• Наконец, в третьих, у любого вещества есть замечательное свойство потреблять или отдавать энергию, не изменяя собственную температуру. Это происходит при изменении агрегатного состояния. Например, если на нагрев 1кг воды при атмосферном давлении с 5С до 15С потребуется 42кДж энергии, с 15С до 25С - столько же (зависимостью теплоёмкости от температуры можно пренебречь) и с 85С до 95С - всё те же 42кДж, то с 95С до 105С - совсем нет. Секрет в том, что при 100С вода начнет кипеть и сколько энергии не подводи, пока вся не выкипит, дальнейшего нагрева мы не увидим - все подведенные джоули уйдут на изменение её агрегатного состояния. А энергия, необходимая для выкипания 1кг воды потрясающе велика! Это целых 2500кДж! Итого, нагрев с 95С до 105С нам влетит в 2542кДж! Почувствовали разницу в 60 раз? А что это означает на практике? Это означает, что если необходимо перенести, к примеру, 25000кДж при разности температур 10С, то нам понадобится 600кг воды без изменения её агрегатного состояния или же всего 10кг с изменением. В 60 раз меньше! Но, заметите вы, температуры 95С и 105С можно использовать в отоплении, но никак не для получения холода. Действительно, так оно и есть. Но отмечу, что наш пример был приведен для атмосферного давления, а если теплоноситель-воду взять при более низком давлении, то температура кипения понизится. Но чтобы вода кипела при желаемых 10С необходимо абсолютное давление около 0.02ата - это почти вакуум - через чур сложнодостижимое условие.

Итоговый вывод прост - необходимо найти удобный теплоноситель - чтобы получение температур порядка 10С достигалось при "разумных" давлениях плюс, по возможности, использовался тепловой эффект при смене агрегатного состояния.

Появление фреонов

Вот так и были рождены хладоны, часто именуемые фреонами (на самом деле правильнее использовать термин "хладон", а фреон - это лишь запатентованный хладон фирмы E. I. du Pont de Nemours and Co. (США)). Проследуем без остановки пункты, проясняющие их состав, ассортимент, специфические свойства и др. Сразу озвучим тот факт, что с их помощью реализуется холодильный цикл, благодаря которому достигаются температуры в 5-15С, причем максимальное давление цикла не превышает 20атм (в более новых фреонах - 30атм) и вместе со всеми преимуществами используется теплота парообразования и конденсации.

Итак, современные кондиционеры работают на фреоне, сжатие которого осуществляется в компрессоре, охлаждение сжатого газа, а заодно и его перевод в жидкое состояние - в темплообменнике-конденсаторе, охлажденный сжатый фреон расширяется в дросселе (или терморегулирующем вентиле или в капилляре). В результате он охлаждается и поступает в теплообменник-испаритель, где, отдавая холод в комнату , нагревается, испаряется и снова нагревается, следуя в компрессор. Цикл замкнулся.

Похожие статьи