Холодильные машины предназначены для достижения в камерах, шкафах и других охлаждаемых объектах температуры ниже окружающей среды и поддержания этой температуры и течение определенного времени. Поскольку температура окружающей среды выше температуры охлаждаемого объекта, естественным путем передается от теплой среды холодному объекту. Холодильные машины отбирают все это тепло от холодного объекта и возвращают его обратно более теплой окружающей среде.
Одним из основных узлов холодильных машин является испаритель, который расположен в шкафу, камере или баке. Испаритель представляет собой в простейшем виде - змеевик из медных труб. Чтобы жидкость в испарителе кипела при более низкой температуре охлаждаемого объекта, необходимо поддерживать соответствующее низкое давление, отводить образующиеся при кипении пары. Паровые холодильные машины бывают трех типов — компрессионные, абсорбционные и пароинжекторные.
Для получения более низких температур обычно применяют газовые или воздушные холодильные машины, получение холода в которых основано на свойстве сжатого газа понижать свою температуру при расширении.
В последнее время в промышленности применяется термоэлектрический метод охлаждения, при котором электрическая энергия используется непосредственно (без посредников — агентов) для переноса тепла от холодного источника к более теплому.
Холодильную машину вместе с холодильным оборудованием (шкафы, камеры, витрины, прилавки) и вспомогательными узлами (насосы, вентиляторы, рассольные батареи и пр.) обычно называют холодильной установкой.
Рассмотрим подробнее, какие основные узлы входят в холодильные установки.
Испаритель может быть расположен непосредственно в шкафу пли камере (система непосредственного охлаждения или, как ее еще называют, непосредственного испарения).
Температура кипения холодильного агента в испарителе примерно на 15° ниже температуры охлаждаемого воздуха. Через поверхность испарителя воздух отдает свое тепло холодильному регенту, который при этом превращается в пар. Таким образом в испарителе холодильный агент кипит, отбирая тепло от кидаемого объекта. Компрессор предназначен:
1) для отсасывания паров из испарителя и поддержания в нем низкого давления, обеспечивающего низкую температуру кипения;
2) для сжатия паров до такого высокого давления, при ром они превращаются в жидкость при условии охлаждения средой с температурой 20—30°.
При сжатии паров в компрессоре механическая энергия превратиться в потенциальную энергию сжатых паров, а часть переходит в тепловую (первый закон термодинамики), и пары и нагреваются. Приводом для компрессора служит обычно электродвигатель.
Системы охлаждения
В холодильных установках различают две основные системы охлаждения
а) непосредственного охлаждения,
б) рассольного охлаждения.
Рассольные холодильные установки обладают большой возможностью аккумулировать холод, т. е. после остановки компрессора рассол, оставшийся в батареях, дольше охлаждает.
Недостатком рассольной системы по сравнению с системой непосредственного охлаждения (непосредственного испарения)является необходимость поддерживать более низкую температуру кипения для достижения той же температуры в камерах.
Так, например, при температуре в камере 0° необходимо иметь рассол с температурой — 10°. Температура кипения должна быть при этом — 15°. При непосредственном испарении для понижения той же температуры в камере достаточно иметь температуру кипения — 10°. С повышением температуры кипения повышается холодопроизводительность машины .
При рассольном охлаждении значительно облегчается регулировка температурного режима одновременно в нескольких камерах с разной температурой.
Преимущество рассольного охлаждения заключается также в значительном сокращении емкости системы, заполненной холодильным агентом. При установке батарей непосредственного охлаждения в камерах для заполнения системы требуется большое количество агента, а многочисленные соединения батарей затрудняют герметизацию системы, что может привести к опасным условиям эксплуатации установок и потере дорогостоящего холодильного агента.
Как в системе непосредственного испарения, так и в рассольной системе охлаждение воздуха в камере может осуществляется либо за счет его естественной циркуляции (конвекции), и с помощью принудительной циркуляции. Охлаждение с помощью принудительной циркуляции воздуха воздушным охлаждением. При воздушном охлаждении вентилятор продувает воздух через воздухоохладитель, который состоит из нескольких труб. В этих трубах может либо испаряться холодильном агент (воздухоохладители непосредственного испарения), ■ циркулировать рассол (рассольные воздухоохладители). вентилятор обеспечивает большую скорость движения воздуха, улучшает теплообмен между трубами воздухоохладителем
и воздухом. Это позволяет уменьшить поверхность охладителя по сравнению с поверхностью батареи.
Воздушное охлаждение позволяет уменьшить емкость системы, заполняемой холодильным агентом, ликвидировать металлоемкую рассольную систему, улучшить гигиенические условия хранения продуктов в камерах. В установках с воздушным охлаждением значительно упрощается оттаивание испарителя, так как не надо отводить талую воду из камер.
Недостаток воздушной системы охлаждения — дополнительное потребление электроэнергии вентилятором (25—30% общего расхода).
Воздушное охлаждение широко применяется в установках для кондиционирования воздуха, где другие системы охлаждения почти исключены; па судовых установках, в которых затруднен отвод талой воды из трюмов при оттайке батарей; в скоро морозилках, так как большая скорость движения воздуха резко сокращает время замораживания.
В практике иногда встречается сочетание различных систем охлаждения (смешанное охлаждение).
Мы в социальных сетях:
