Что выполняет роль холодильника для автомобильного двигателя как - Журнал "Автопарк"
Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что выполняет роль холодильника для автомобильного двигателя как

Автомобильный холодильник. Какой вариант выбрать

Обобщая опыт автолюбителей, уже успевших купить автомобильный холодильник, одинаково полезный в туристических поездках, для охоты или рыбалки, а также просто загородных пикников, не лишним будет указать на разнообразие модельного ряда, из которого предстоит сделать выбор потенциальному покупателю.
В первую очередь, современные производители предлагают нам варианты, оснащенные собственным генератором охлаждения, т.е. устройством, ответственным за создание в рабочей камере холодильника нужной температуры, либо не имеющие такового.
В качестве второго варианта большой популярностью пользуется сумка-холодильник. Конечно, это обобщенное название такого рода устройств, не нуждающихся в источнике питания. Техническим языком такой автомобильный холодильник именуется изотермическим контейнером.
По сути, он представляет собой небольшой сундучок или ларец, имеющий квадратную, округлую, прямоугольную форму либо выполненный наподобие спортивной сумки. Современный изолирующий материал способен достаточно длительное время удерживать внутри камеры контейнера устойчивую температуру.
Практичность устройства заключается в наибольшей простоте эксплуатации, поскольку сумка-холодильник не требует соблюдения правил установки, не нуждается в источнике питания и отлично переносит поездки в машине. Период «работы» такого холодильника составляет от 5 до 10 часов.
В качестве охладителя возможно использование ледовых брикетов, которые в зависимости от модели укладываются в дно или борта изотермического контейнера. Выбирая, какой купить холодильник для автомобиля, учтите, что продукты в него лучше всего складывать охлажденными. Для длительной перевозки их кладут уже замороженными.
Такие модели наиболее распространены и доступны по цене. Недостаток их заключается в невозможности длительного сохранения температуры внутри камеры без замены ледовых брикетов.
Чтобы автомобильный холодильник работал дольше, необходимо его оснащение генератором охлаждения, что повышает стоимость устройства и предъявляет определенные требования к его эксплуатации. При этом, холодильник сохраняет компактные размеры и легко помещается в машине. Сохраняется и возможность его переноски.
Одной из самых привлекательных моделей в этом плане являются термоэлектрические холодильники. Они наиболее распространены среди автолюбителей, поскольку отличаются практичностью и неприхотливы в эксплуатации.
Тот факт, что термоэлектрический вариант отличается высокой энергоемкостью, не мешает купить автомобильный холодильник именно такой модели. Работает он от электричества, которое, проходя через специальные пластины, охлаждает рабочую камеру холодильника.
Для работы такого холодильника не требуется регулировка его положения по горизонту, он одинаково успешно работает в любом положении, поэтому и является столь практичным для автомобиля в отличие от иных моделей. Источником питания устройства является аккумулятор автомобиля либо внешняя электрическая сеть.
В качестве недостатка термоэлектрической модели автолюбители называют достаточно долгий период набирания им рабочей температуры. Решается эта проблема довольно просто. Холодильник включается заранее перед поездкой, либо продукты в него складывают уже достаточно охлажденными.
Не пугайтесь уровня электропотребления такой модели, его «аппетит» примерно равен лампочке ближнего света. К тому же, отдельные модели имеют функцию аварийного отключения при определенном уровне разряда аккумулятора машины. Повторимся, что большинство автолюбителей предпочитают купить холодильник для автомобиля именно термоэлектрической модели.
Немного меньше энергии требуется для работы устройства с абсорбционным охлаждением. Такой автомобильный холодильник привлекателен тем, что его рабочая камера имеет большую вместительность, т.е. так называемый полезный объем.
Генератор холода в нем работает путем взаимодействия аммиака и воды, подогреваемых специально установленным нагревателем. Охлаждение камеры холодильника происходит достаточно быстро.
В качестве источника питания такие модели успешно используют газ либо электричество. Способность длительное время работать от «походного» газового баллона и привлекает к этой модели охотников и рыболовов.
Как недостаток, не препятствующий, однако купить автомобильный холодильник с абсорбционным охлаждением, автолюбители называют необходимость устанавливать его в горизонтальное положение. Не обязательно конечно бегать вокруг него с уровнем или линейкой, но слишком больших углов наклона такие модели не любят.
Привлекательность такого холодильника, опять же состоит в достаточно большом объеме его камеры, низком уровне энергоемкости и прекрасной возможности выполнять свои функции длительное время, работая от автономных источников питания.
Как альтернативу указанной модели можно назвать автомобильный холодильник, имеющий электрогазовое охлаждение. Как следует из названия, такое устройство работает от электричества, получаемого от бортовой или внешней электросети либо от бытового газа.
Он также отличается небольшим уровнем расхода энергии при относительно большом объеме рабочей камеры, требует правильной установки и наиболее подходит для длительных выездов на рыбалку, охоту либо в туристическое путешествие по природным местам.
Отнюдь не получившая широкого распространения среди автолюбителей, но все же встречающаяся в продаже модель холодильника с компрессионным охлаждением, отличается самой низкой энергоемкостью, объемом камеры, но и привередливостью к условиям эксплуатации.
Во-первых, он требует строго горизонтальной установки, а во-вторых, очень не любит различного рода вибрации и тряску, которые неизбежны при поездках на автомобиле. Охлаждение происходит за счет циркуляции хладагента под давлением, создаваемым специальным компрессором.
При всем многообразии вариантов, конечное решение купить холодильник для автомобиля в виде конкретной модели остается за автолюбителем, который твердо должен знать, что именно он хочет получить при покупке столь полезного устройства.

Устройство и принцип работы холодильника.электрическое оборудование и схема холодильника

Классический холодильник, без системы
No Frost работает следующим образом:

  1. Мотор — компрессор
    (1), засасывает газообразный фреон из испарителя, сжимает
    его, и через фильтр (6) выталкивает в конденсатор (7).
  2. В
    конденсаторе, нагретый в
    результате сжатия фреон остывает до комнатной температуры
    и окончательно переходит в жидкое состояние.
  3. Жидкий фреон,
    находящийся под давлением, через отверстие капиляра (8)
    попадает во внутреннюю полость испарителя (5), переходит в
    газообразное состояние, в результате
    чего, отнимает тепло от стенок испарителя, а испаритель, в
    свою очередь, охлаждает внутреннее пространство
    холодильника.
  4. Этот процесс
    повторяется до достижения заданной терморегулятором (3)
    температуры стенок испарителя.
  5. При достижении
    необходимой температуры терморегулятор размыкает
    электрическую цепь и компрессор останавливается.
  6. Через некоторое
    время, температура в холодильнике (за счет воздействия
    внешних факторов) начинает повышаться, контакты
    терморегулятора замыкаются, с помощью защитно-пускового
    реле (2) запускается электродвигатель мотор — компрессора
    и весь цикл повторяется сначала (см. пункт 1)

Внутренняя лампа
освещения холодильника

Электрическое оборудование холодильников

К
электрическому оборудованию бытовых холодильников относятся
следующие приборы:
• электрические нагреватели: для обогрева генератора в
абсорбционных холодильных агрегатах; для предохранения
дверного проема низкотемпературной (морозильной) камеры от
выпадения конденсата (запотевания) на стенках; для обогрева
испарителя при полуавтоматическом и автоматическом удалении
снежного покрова;
• электродвигатель компрессора (это относится к
компрессионным холодильникам);
• проходные герметичные контакты для соединения обмоток
электродвигателя с внешней электропроводкой холодильника
через стенку кожуха мотор-компрессора;
• осветительная аппаратура, предназначенная для освещения
холодильной камеры;
• вентиляторы: для обдува конденсатора холодильного агрегата
воздухом (при использовании в холодильниках конденсаторов с
принудительным охлаждением) и для принудительной циркуляции
воздуха в камерах холодильников.

Читать еще:  Что такое гидроудар двигателя и как его избежать

К приборам автоматики бытовых холодильников
относятся:
• датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания
заданной температуры в холодильной или низкотемпературной
камере бытовых холодильников;
• пусковое реле для автоматического включения пусковой
обмотки электродвигателя при запуске;
• защитное реле для предохранения обмоток электродвигателя
от токов перегрузки;
• приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок
испарителя

Электрическая схема холодильника и принцип ее работы.

При подаче напряжения
электрический ток проходит через замкнутые контакты
терморегулятора (3), кнопки размораживания (10), реле
тепловой защиты (11), катушку пускового реле (контакты
пускового реле12.2 пока разомкнуты) и рабочую обмотку
электродвигателя мотор-компрессора.
Поскольку двигатель пока не вращается, ток протекающий через
рабочую обмотку мотор-компрессора в несколько раз превышает
номинальный, пусковое реле (12) устроено таким образом, что
при превышении номинального значения тока замыкаются
контакты (12.2), к цепи подключается пусковая обмотка
электродвигателя. Двигатель начинает вращаться, ток в
рабочей обмотке снижается, контакты пускового реле
размыкаются и двигатель продолжает работать в нормальном
режиме.

Когда стенки испарителя
охладятся до установленного на терморегуляторе значения,
контакты (3) разомкнуться и электродвигатель
мотор-компрессора остановиться.

С течением времени
температура внутри холодильника повышается, контакты
терморегулятора замыкаются и весь цикл повторяется заново.

Реле защиты
предназначено для отключения двигателя при опасном повышении
силы тока. С одной стороны оно защищает двигатель от
перегрева и поломки, а с другой — Вашу квартиру от пожара.
Реле состоит из биметаллической пластины (11.1), которая при
повышении температуры изгибается и размыкает контакты
(11.2), после остывания биметаллической пластины контакты
снова замыкаются.

1 — электродвигатель
мотор-компрессора
1.1 — рабочая обмотка
1.2 — пусковая обмотка
3 — контакты
терморегулятора
10 — кнопка
размораживания
11 — реле защиты
11.1 — биметаллическая пластина
11.2 — контакты реле
12 — пусковое реле
12.1 — катушка реле
12.2 — контакты реле
Примечания:
Конструктивно элементы
электросхемы холодильника могут выполняться в разных
вариантах. Могут быть совмещены в одном корпусе пусковое и
защитное реле, может отсутствовать кнопка принудительной
оттайки, могут присутствовать дополнительные электронные
компоненты и индикаторы, но принцип работы компрессорного
холодильника без системы no frost в целом описывается
приведенной схемой.

Реферат: Холодильные машины

Принцип действия компрессионных холодильных машин

Принцип действия абсорбционных холодильных машин

Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Принцип действия холодильных машин на вихревых охладителях

Принцип действия термоэлектрических холодильных машин

Холодильная техника – это научная дисциплина и отрасль техники, охватывающая методы получения и использования низких температур (холода) для производства и хранения пищевых продуктов.

Использование холодильной техники позволяет сохранять свойства пищевых продуктов, а также получать пищевые продукты с новыми свойствами.

Без холодильной техники невозможно снабдить растущее население качественными продуктами питания. В процессе производства и увеличения объёмов реализации пищевых продуктов важна роль холодильной техники, которая позволяет:

— создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте;

— увеличивать продолжительность хранения замороженных пищевых продуктов;

— продавать пищевые продукты сезонного производства равномерно в течение года;

— снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров;

— внедрять прогрессивные методы оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания.

Холодильная машина

Холодильная машина — устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды. Процессы, происходящие в холодильных машинах, являются частным случаем термодинамических процессов, т. е. таких, в которых происходит последовательное изменение параметров состояния рабочего вещества: температуры, давления, удельного объема, энтальпии. Холодильные машины работают по принципу теплового насоса — отнимают теплоту от охлаждаемого тела и с затратой энергии (механической, тепловой и т. д.) передают её охлаждающей среде (обычно воде или окружающему воздуху), имеющей более высокую температуру, чем охлаждаемое тело. Холодильные машины используются для получения температур от 10°С до -150°С. Область более низких температур относится к криогенной технике. Работа холодильной машины характеризуется их холодопроизводительностью.

Первые холодильная машина появились в середине XIX в. Одна из старейших холодильных машин — абсорбционная. Её изобретение и конструктивное оформление связано с именами Дж. Лесли (Великобритания, 1810), Ф. Карре (Франция, 1850) и Ф. Виндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная машина, работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсом (Великобритания, 1834). Позднее были созданы аналогичные машины с использованием в качестве хладагента метилового эфира и сернистого ангидрида. В 1874 К. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную холодильную машину, которая положила начало холодильному машиностроению.

В основе работы холодильников лежит холодильный цикл. Простой паровой цикл механической холодильной машины реализуется с помощью четырех элементов, образующих замкнутый холодильный контур, – компрессора, конденсатора, дроссельного вентиля и испарителя или охладителя (рис. 1). Пар из испарителя поступает в компрессор и сжимается, вследствие чего его температура повышается. После выхода из компрессора пар, имеющий высокие температуру и давление, поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется. В некоторых конденсаторах используется режим переохлаждения, т.е. дальнейшее охлаждение сконденсировавшейся жидкости ниже ее температуры кипения. Из конденсатора жидкость проходит через дроссельный вентиль. Поскольку температура кипения (насыщения) для данного давления оказывается ниже температуры жидкости, начинается ее интенсивное кипение; при этом часть жидкости испаряется, а температура оставшейся части опускается до равновесной температуры насыщения (тепло жидкости расходуется на ее превращение в пар). Процесс дросселирования иногда называют внутренним охлаждением или самоохлаждением, поскольку в этом процессе температура жидкого хладагента снижается до нужного уровня. Таким образом, из дроссельного вентиля выходят насыщенная жидкость и насыщенный пар. Насыщенный пар не может эффективно отводить тепло, поэтому он перепускается мимо испарителя и подается прямо на вход компрессора. Между дросселем и испарителем установлен сепаратор, в котором пар и жидкость разделяются.

Рис. 1. Схема холодильного цикла.

Принцип действия компрессионных холодильных машин

Компрессионные холодильники — наиболее распространённые и универсальные. Основными составляющими частями такого холодильника являются:

— компрессор, получающий энергию от электрической сети;

— конденсатор, находящийся снаружи холодильника;

— испаритель, находящийся внутри холодильника;

— терморегулирующий расширительный вентиль, ТРВ, являющийся дросселирующим устройством;

— хладагент, циркулирующее в системе вещество с определёнными физическими характеристиками.

Ко всем элементам холодильной машины предъявляется требование высокой герметичности. В зависимости от вида холодильного компрессора компрессионные машины подразделяются на поршневые, турбокомпрессорные, ротационные и винтовые.

Хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника.

Читать еще:  Газель бизнес двигатель умз 4216 схема комбинации приборов

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор.

В конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и конденсируется, то есть превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь.

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объем испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — это аналог ТРВ. Он не меняет свое сечение, а дросселирует определенное количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлажденный хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из конденсатора подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить эффективность холодильника.

При достижении необходимой температуры температурный датчик размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор.

Для повышения экономической эффективности холодильной машины (снижения затрат энергии на единицу отнятого от охлаждаемого тела количества теплоты) иногда перегревают пар, всасываемый компрессором, и переохлаждают жидкость перед дросселированием. По этой же причине для получения температур ниже -30°С используют многоступенчатые или каскадные холодильные машины.

В многоступенчатых холодильных машин сжатие пара производится последовательно в несколько ступеней с охлаждением его между отдельными ступенями. При этом в двухступенчатых холодильных машинах получают температуру кипения хладагента до -80 °С.

В каскадных холодильных машинах, представляющих собой несколько последовательно включенных холодильных машин, которые работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до -150 °С.

Принцип действия абсорбционных холодильных машин

Рабочим веществом в абсорбционных холодильниках служат растворы двух компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более низкой температуре, выполняет функцию хладагента; второй служит абсорбентом. В области температур от 0 до -45°С применяются машины, где рабочим веществом служит водный раствор аммиака (хладагент — аммиак). При температурах охлаждения выше 0°С преимущественно используют абсорбционные машины, работающие на водном растворе бромида лития (хладагент — вода).

В абсорбционных системах сохраняются конденсатор, дроссельный вентиль и испаритель, но вместо компрессора используются четыре других элемента: абсорбер, насос, парогенератор (кипятильник) и редукционный клапан. Пар из испарителя попадает в абсорбер. Там он соприкасается с абсорбирующей жидкостью, которая поглощает находящийся в паровой фазе хладагент; давление в абсорбере при этом понижается, что обеспечивает непрерывное поступление пара из испарителя. В процессе абсорбции происходит выделение тепла, следовательно, абсорбер должен охлаждаться, например, за счет циркуляции воды. Холодная смесь абсорбирующей жидкости и хладагента поступает в насос, в котором её давление повышается. Поскольку повышение давления жидкости сопровождается лишь незначительным изменением её объема, необходимая для этого работа мала. После выхода из насоса холодная жидкость высокого давления поступает в кипятильник, где к ней подводится тепло, и большая часть холодильного агента испаряется. Этот умеренно перегретый пар высокого давления проходит через конденсатор и совершает обычный холодильный цикл, а абсорбент охлаждается и возвращается в абсорбер (через редукционный клапан) для повторения цикла. Действительный абсорбционный цикл отличается от идеального тем, что часть абсорбента испаряется в кипятильнике и уносится вместе с парами хладагента. Если его не отделить от хладагента до входа в испаритель, то это приведет к повышению температуры в испарителе, или на практике давление в испарителе будет значительно меньше давления насыщения при той температуре, которая должна быть в испарителе. Отделение абсорбента от хладагента частично происходит в сепараторе, который расположен между конденсатором и кипятильником и служит для конденсации абсорбента и возврата его в кипятильник вместе с небольшим количеством сопутствующего хладагента. Механическая работа абсорбционных холодильных установок значительно меньше, чем компрессионных, однако общие затраты энергии значительно выше. Энергия, которая подводится к кипятильнику, много больше той, которая отводится от абсорбера охлаждающей водой. Там, где электроэнергия дорогая, а тепловая энергия и охлаждающая вода дешевы, абсорбционные установки более выгодны, чем компрессионные. Применение абсорбционных машин весьма выгодно на предприятиях, где имеются вторичные энергоресурсы (отработанный пар, горячая вода, отходящие газы промышленных печей и т.д.).

Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Способ получения холода без совершения механической работы состоит в эжекции пара из испарителя. В такой установке хладагентом является вода, поэтому температура в холодильной камере не может быть ниже 0° С.

Пароэжекторный холодильник состоит из эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и ТРВ. Хладагентом служит вода, в качестве источника энергии используется пар давлением 0,3-1 МН/м 2 , который поступает в сопло эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, как следствие, в испарителе машины создаётся пониженное давление, которому соответствует температура кипения воды несколько выше 0°С (обычно порядка 5°С). В испарителе за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой потребителю холода воды. Отсосанный из испарителя пар, а также рабочий пар эжектора поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая теплоту охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подаётся в испаритель для пополнения убыли охлаждаемой воды.

Пароэжекторные установки находят применение в промышленности, там, где имеются пар высокого и среднего давления и дешевая вода для охлаждения. Эти установки используются также на судах, поскольку небольшое число движущихся частей упрощает их обслуживание и ремонт.

Принцип действия холодильных машин на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.

Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого КПД. Достоинства — большая безопасность использования, так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции; долговечность, надёжность.

Воздушно-расширительные холодильные машины относятся к классу холодильно-газовых машин. Хладагентом служит воздух. В области температур примерно до -80°С экономическая эффективность воздушных машин ниже, чем парокомпрессионных. Более экономичными являются регенеративные воздушные холодильные машины, в которых воздух перед расширением охлаждается либо в противоточном теплообменнике, либо в теплообменнике-регенераторе. В зависимости от давления используемого сжатого воздуха воздушные холодильные машины подразделяются на машины высокого и низкого давления. Различают воздушные машины, работающие по замкнутому и разомкнутому циклу.

Читать еще:  В какую сторону крутится двигатель иж юпитер

Принцип действия термоэлектрических холодильных машин

Термоэлектрический холодильник строится на элементах Пельтье, бесшумен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

Термоэлектрический холодильник работает на основе эффекта Пельтье, который заключается в выделении или поглощении теплоты при прохождении электрического тока через спай термопары. На рис. 2 схематично показано поперечное сечение такого холодильника объемом 65 дм3, способного поддерживать температуру холодильной камеры на 10° С ниже температуры окружающей среды. В верхней части расположены 72 термоэлемента, обеспечивающие охлаждение, которые потребляют большую часть из 135 Вт электроэнергии, необходимой для работы холодильника. В канале обдува воздухом расположены специальные ребра для лучшего сброса тепла, а в камере установлены пластины для увеличения поверхности теплообмена. Подобные холодильники на судах рассчитаны на хранение шести тонн замороженных или охлажденных продуктов. Промышленность выпускает и другие типы термохолодильников, в частности термостаты для лабораторных нужд.

Рис. 2. Термоэлектрический холодильник (может быть сделан портативным). 1 – охлаждающие ребра; 2 – вентилятор; 3 – жалюзи; 4 – термоэлементы; 5 – тепловая изоляция; 6 – холодные пластины.

Холодильные машины и установки. Устройство, виды, принцип действия холодильных машин.

1. Общие сведения о холодильных машинах

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос теплоты осуществляется за счет потребляемой при этом энергии. Холодильная установка выполняется по проекту в зависимости от проектного задания, определяющего охлаждаемый объект, необходимого интервала температур охлаждения, источников энергии и видов охлаждающей среды (жидкая или газообразная).

Холодильная установка может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом. Холодильная установка может быть установлена в помещении, на открытом воздухе, на транспорте и в разных устройствах, в которых надо поддерживать заданную пониженную температуру и удалять излишнюю влагу воздуха.

Система теплообмена с охлаждаемым объектом может быть с непосредственным охлаждением холодильным агентом, по замкнутой системе, по разомкнутой, как при охлаждении сухим льдом, или воздухом в воздушной холодильной машине. Замкнутая система может также быть с промежуточным хладагентом, который переносит холод от холодильной установки к охлаждаемому объекту.

Началом развития холодильного машиностроения в широких размерах можно считать создание Карлом Линде в 1874 году первой аммиачной паро-компрессорной холодильной машины. С тех пор появилось много разновидностей холодильных машин, которые можно сгруппировать по принципу работы следующим образом: паро-компрессионнные, упрощенно называемые компрессорные, обычно с электроприводом; теплоиспользующие холодильные машины: абсорбционные холодильные машины и пароэжекторные; воздушно-расширительные, которые при температуре ниже -90 °С экономичнее компрессорных, и термоэлектрические, которые встраиваются в приборы.

Каждая разновидность холодильных установок и машин имеет свои особенности, по которым выбирается их область применения. В настоящее время холодильные машины и установки применяются во многих областях народного хозяйства и в быту.

2. Термодинамические циклы холодильных установок

Перенос теплоты от менее нагретого к более нагретому источнику становится возможным в случае организации какого-либо компенсирующего процесса. В связи с этим циклы холодильных установок всегда реализуются в результате затрат энергии.

Чтобы отводимая от «холодного» источника теплота могла быть отдана «горячему» источнику (обычно — окружающему воздуху), необходимо поднять температуру рабочего тела выше температуры окружающей среды. Это достигается быстрым (адиабатным) сжатием рабочего тела с затратой работы или подводом к нему теплоты извне.

В обратных циклах количество отводимой от рабочего тела теплоты всегда больше количества подводимой теплоты, а суммарная работа сжатия больше суммарной работы расширения. Благодаря этому установки, работающие по подобным циклам, являются потребителями энергии. Такие идеальные термодинамические циклы холодильных установок уже рассмотрены выше в пункте 10 темы 3. Холодильные установки различаются применяемым рабочим телом и принципом действия. Передача теплоты от «холодного» источника «горячему» может осуществляться за счет затраты работы или же затрат теплоты.

2.1. Воздушные холодильные установки

В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, а передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты механической энергии. Необходимое для охлаждения холодильной камеры понижение температуры воздуха достигается в этих установках в результате быстрого его расширения, при котором время на теплообмен ограничено, и работа в основном совершается за счет внутренней энергии, в связи, с чем температура рабочего тела падает. Схема воздушной холодильной установки показана на рис 7.14

Рис. 14. Схема воздушной холодильной установки: ХК — холодильная камера; К — компрессор; ТО — теплообменник; Д — расширительный цилиндр (детандер)

Температура воздуха, поступающего из холодильной камеры ХК в цилиндр компрессора К, поднимается в результате адиабатного сжатия (процесс 1 — 2) выше температуры Т3 окружающей среды. При протекании воздуха по трубкам теплообменника ТО его температура при неизменном давлении понижается — теоретически до температуры окружающей среды Тз. При этом воздух отдает в окружающую среду теплоту q (Дж/кг). В результате удельный объем воздуха достигает минимального значения v3, и воздух перетекает в цилиндр расширительного цилиндра — детандера Д. В детандере, вследствие адиабатного расширения (процесс 3-4) с совершением полезной работы, эквивалентной затемненной площади 3-5-6-4-3, температура воздуха опускается ниже температуры охлаждаемых в холодильной камере предметов. Охлажденный подобным образом воздух поступает в холодильную камеру. В результате теплообмена с охлаждаемыми предметами температура воздуха при постоянном давлении (изобара 4-1) повышается до своего исходного значения (точка 1). При этом от охлаждаемых предметов к воздуху подводится теплота q2 (Дж/кг). Величина q 2, называемая хладопроизводительностью, представляет собой количество теплоты, получаемой 1 кг рабочего тела от охлаждаемых предметов.

2.2. Парокомпрессорные холодильные установки

В парокомпрессорных холодильных установках (ПКХУ) в качестве рабочего тела применяют легкокипящие жидкости (табл. 1), что позволяет реализовать процессы подвода и отвода теплоты по изотермам. Для этого используются процессы кипения и конденсации рабочего тела (хладагента) при постоянных значениях давлений.

Температура кипения tкип при давлении р = 0,1 МПа, °С

Критическая температура, °С

Температура замерзания, tзам, °С

Скрытая теплота парообразования при tкип, кДж/кг

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector