Компрессионная холодильная машина устройство и принцип работы: Компрессионная холодильная машина: схема и принцип действия

Компрессионная холодильная машина: схема и принцип действия

Предназначение любой холодильной техники это – охлаждение чего либо ниже температуры окружающей среды. Низкие температуры в свою очередь позволяют хранить продукты довольно длительное время, что не маловажно при современных объёмах производства. Для создания и поддержания низких температур используется различное оборудование. Одним из таких устройств служит парокомпрессионная холодильная машина.

Рассмотрим общие свойства и принцип действия, присущий большинству компрессионных холодильных машин.

Данный агрегат предназначен для отвода тепла от охлаждаемого объекта при более высоких температурах окружающей среды. Все происходящие внутри процессы подчиняются законам термодинамики, то есть рабочее вещество изменяет параметры своего состояния последовательно. Принцип работы холодильной машины такой же, как у теплового насоса, а именно происходит отбор тепла от охлаждаемого продукта, при этом затрачивается энергия.

Затем отобранное тепло выводится в окружающую среду. Таким образом, холодильные машины могут вырабатывать диапазон температур от плюс десяти до минус ста пятидесяти градусов Цельсия. Параметр, характеризующий выработку холода, называется холодопроизводительностью.

Парокомпрессионные холодильные машины являются универсальными и как следствие самыми распространёнными. Схема компрессионной холодильной машины проста, основополагающие компоненты ее: компрессор, конденсатор, испаритель, ТРВ. Единое требование ко всем элементам компрессионной холодильной машины – повышенная герметичность.

Компрессоры холодильных машин данного типа делятся на:

• ротационные,
• поршневые,
• винтовые,
• центробежные.

Рассмотрим схему и полный цикл парокомпрессионной холодильной машины. Хладагент в жидком состоянии при низком давлении отбирает тепло со стенок внутри испарителя вскипает и превращается в пар. Итог – охлаждение внутреннего объёма холодильника.

Далее компрессор всасывает и сжимает хладагент из испарителя, повышая тем самым его давление и температуру, а затем выталкивает в конденсатор. В конденсаторе горячий парообразный хладагент отдаёт тепло во внешнюю среду и конденсируется в жидкость. Терморегулирующий расширительный вентиль отвечает за обеспечение заданной разницы давлений между испарителем и конденсатором.

Схема устройства и принцип работы компрессионной холодильной машины

Компрессионная холодильная машина (рис. 1.2) состо- ит из компрессора К, испарителя И, конденсатора КД и регу- лирующего вентиля РВ. Все указанные узлы соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, в ко- торой находится холодильный агент. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента в системе холодильной машины. Он отсасывает из испарителя пары хладагента в цилиндр, сжимает их и нагнетает в конден- сатор. Компрессор приводится в действие электродвигателем. В конденсаторе обеспечивается охлаждение паров хладагента до их насыщения и конденсации, т. е. до перехода паров в жидкое состояние. Конденсатор охлаждается воздухом или водой. Эффект охлаждения объекта достигается в испарите- ле. В нем жидкий хладагент кипит (испаряется), отбирая тепло от окружающей среды, подлежащей охлаждению. Испаритель и конденсатор являются основными теплообменными аппара- тами холодильной машины. Регулирующее устройство пропускает жидкий хлада- гент из конденсатора в испаритель через проходное отверстие малого диаметра. При прохождении хладагента через такое отверстие происходит дросселирование жидкости, т.е. жид- кий хладагент поступает в испаритель под низким давлением, что необходимо для его кипения (испарения) при низкой тем- пературе.

В качестВе регулирующего устройства используют вентили или капиллярные трубки. В холодильных агрегатах бытовых холодильников применяют исключительно капил- лярные трубки.

называется нагнетательным, а с испарителем — всасы- вающим. Принцип работы компрессионной холодильной маши- ны заключается в следующем. При работе компрессора (см. рис. 1.2.) в испарителе, находящемся на стороне всасывания, понижается давление имеющегося в нем хладагента. При низ- ком давлении хладагент интенсивно испаряется (кипит), от- нимая необходимое для этого тепло из окружающей среды че- рез металлические стенки испарителя. Пары хладагента отса- сываются компрессором и, пройдя по всасывающему трубо- проводу, поступают в цилиндр компрессора. В цилиндре пары хладагента сжимаются и под давлением (примерно от 6 до 15 атмосфер) нагнетаются по нагнетательному трубопроводу в конденсатор. В конденсаторе, охлаждаемом водой или возду- хом, хладагент при высоком давлении и температуре, соответ- ствующей температуре конденсации, переходит в жидкое со- стояние и через регулирующий вентиль поступает в испари- тель. В момент прохождения хладагента через малое отвер- стие вентиля давление его понижается от давления, при кото- ром происходит конденсация хладагента до давления, при ко- тором происходит его испарение. Низкое давление в испарителе, создаваемое компрес- сором, обеспечивает кипение хладагента при низкой тем- пературе. Таким образом, при работе холодильной машины в ее системе циркулирует холодильный агент, который, отнимая тепло от охлаждаемого объекта через испаритель, отдает его в окружающую среду через конденсатор. Система холодильной машины разделена регулирую- щим устройством на две части, отличающиеся разным давле- нием циркулирующего хладагента. Так, от нагнетательного клапана компрессора до регулирующего устройства холо- дильный агент находится под высоким давлением конденса- ции, а от противоположной стороны регулирующего устрой ства до всасывающего клапана компрессора — под низким дав- лением испарения. Эффективность работы компрессионной холодильной машины можно повысить, применив дополнительно тепло- обменник. Принципиальная схема такой машины приведена на рис.1.3.

Теплообменник представляет собой две трубки, имеющие между собой тепловой контакт. По одной трубке проходят холодные пары из испарителя, поступающие в ком- прессор, по другой — противотоком жидкий, относительно те- плый хладагент из конденсатора, поступающий через регули- рующее устройство в испаритель. При прохождении через те- плообменник холодные пары хладагента подогреваются за счет охлаждения жидкого хладагента.

Компрессионная холодильная машина

Компрессионная холодильная машина состоит из четырех основных частей: испарителя, компрессора, конденсатора и терморегулирующего вентиля (ТРВ).

Охлаждение может быть естественным или принудительным, как это показано на рис. 23.1.

Рис. 23.1. Схема компрессионной холодильной машины:

1 — испаритель; 2 — охлаждаемый объем; 3 — регулирующий вентиль; 4 —

конденсатор; 5 — компрессор

Компрессор холодильной машины предназначен для осуществления следующих процессов: всасывания паров хладагента из испарителя, адиабатического их сжатия и нагнетания в конденсатор.

Всасывание компрессором паров из испарителя. Испарители (воздухоохладители), расположенные в охлаждаемой среде (камере), при работающей холодильной установке имеют наинизшую температуру по сравнению с другими телами, находящимися в камере. В трубках испарителя (воздухоохладителя) находится хладагент, температура кипения которого зависит от давления. Образующиеся пары в испарителе постоянно отводятся компрессором, что обеспечивает постоянное давление и соответственно постоянную температуру кипения хладагента.

Если же тепловая нагрузка на испаритель резко возрастает (при внесении продуктов в камеру), то давление в испарителе возрастает. Соответственно возрастет и температура кипения, а тепловая нагрузка на испаритель снизится из-за уменьшения разности температур между воздухом в холодильной камере и поверхностью испарителя. Возрастание давления в испарителе приведет к увеличению плотности паров и повышению производительности компрессора. Давление и температура кипения хладагента в испарителе начнут понижаться. Если же теплопритоки на испаритель сильно уменьшатся (произошло полное охлаждение продуктов), то и количество пара в испарителе будет очень незначительным, т.

е. в испарителе практически не будет паров, а следовательно, компрессору нечего отводить из испарителя и он автоматически выключается.

Итак, работа компрессора по всасыванию паров обеспечивает определенное давление и соответственно температуру кипения хладагента в испарителе. Компрессор, забирая пары из испарителя, фактически выводит тепло из камеры.

Адиабатическое сжатие паров в компрессоре необходимо для повышения их температуры. Температура пара в конце сжатия должна быть обязательно выше температуры охлаждающей среды в конденсаторе для того, чтобы пары затем можно было охладить. При охлаждении пар переходит в жидкость.

Нагнетание паров. Если давление (и температура) при сжатии будут ниже, чем температура охлаждающей среды, то такие пары, поступая в конденсатор, охлаждаться не будут. Давление в конденсаторе снижаться не будет. Компрессор, выталкивая из цилиндра очередной объем пара, должен преодолеть большое сопротивление в конденсаторе, а для этого пары необходимо сжимать до такого давления, которое больше давления в конденсаторе. Повышение давления приводит к соответствующему росту температуры. Давление растет до тех пор, пока температура пара не превысит температуру охлаждающей среды.

Процессы холодильного цикла связаны с различными видами теплообмена: в испарителе хладагент отбирает тепло от воздуха охлаждаемой камеры или от хладоносителя, в конденсаторе тепло передается охлаждающей среде (воде или воздуху). Испаритель и конденсатор — основные тепло-обменные аппараты.

Испаритель — это аппарат, в котором жидкий хладагент кипит при низком давлении, отводя тепло от охлаждаемого объекта (продуктов). Чем ниже давление, поддерживаемое в испарителе, тем ниже температура кипящей жидкости. Температуру кипения, как правило, поддерживают на 10—15 °С ниже температуры воздуха в камере. Температура воздуха в камере зависит от вида охлаждаемого продукта. Испаритель может быть расположен непосредственно в охлаждаемом объеме (камере, шкафе), как показано на рис.

23.1, или же находится за его пределами. В соответствии с этим по назначению различают испарители для непосредственного охлаждения среды и испарителя для охлаждения промежуточного хладоносителя (вода, рассол, воздух, этиленгликоль и др.). Конструкция испарителя зависит от вида охлаждающей среды, необходимой холодопроизводительности, свойств самого хладагента и от температурного напора между средами.

Конденсатор — аппарат, предназначенный для осуществления теплообмена между хладагентом и охлаждающей средой. В процессе теплообмена от хладагента отводится энергия, которая передается охлаждающей среде, а сам хладагент охлаждается и конденсируется. Охлаждающая же среда нагревается. В зависимости от вида охлаждающей среды различают конденсаторы с воздушным и водяным охлаждением.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) обеспечивает заполнение испарителя жидким хладагентом в оптимальных пределах. Переполнение испарителя может привести к его попаданию в компрессор и к поломке, а его малое заполнение резко снижает эффективность работы испарителя.

Степень заполнения испарителя зависит от температуры перегрева пара на выходе из испарителя. ТРВ производит сравнение температуры пара на выходе из испарителя с заданной и в зависимости от величины расхождения увеличивает или уменьшает поток жидкого хладагента в испаритель.

Кроме вышеперечисленных основных частей холодильная машина оснащена другими частями: приборами автоматики, пускозащитной электроаппаратурой, теплообменниками, фильтром-осушителем, ресивером.

Холодильные машины и установки

Перенос тепловой энергии к более нагретому телу с совершением минимальной работы

Как уже было упомянуто, получение холода основывается на процессе теплообмена. В соответствии с законами термодинамики получение искусственного холода принято рассматривать как процесс теплопередачи от теплоагента с низкой температурой к теплоагенту с высокой температурой, что требует дополнительного подведения энергии компенсирующее изменение энтропии системы. Этот процесс отвечает обратному термодинамическому циклу установленному французским ученым Сади Карно, согласно которому коэффициент полезного действия данного цикла соответствует наибольшей степени превращения тепловой энергии в работу при теплопередаче от теплоагента с высокой температурой к теплоагенту с низкой температурой, и состоит из следующих стадий:

• адиабатическое сжатие газообразного хладоагента с достижением температуры T;
• изотермическая конденсация паров хладоагента при температуре Т с переносом в окружающую среду теплоты конденсации Q;
• адиабатическое расширение жидкого хладагента с достижением температуры Т0;
• изотермическое испарение жидкого хладоагента при температуре Т0 с отнятием от охлаждаемой среды теплоты испарения.

Важным условием протекания такого цикла является постоянство энтропии системы.
Значение энтропии при нагревании увеличивается, а при охлаждении наоборот уменьшается, при этом величина ее изменения равна отношению количества переданной тепловой энергии (Q₀) к абсолютной температуре (Т). В условиях, когда тепловая энергия передается от теплоагента с низкой температурой (Т0) к теплоагенту с высокой температурой (T), энтропия первого уменьшается на величину Q

0/T₀, а второго увеличивается на Q₀/T. Но при этом необходимо учитывать количество тепла эквивалентное затраченной работе L на сжатие хладоагента. В конечном итоге получим увеличение энтропии теплоагента с высокой температурой на величину ((Q₀+L)/T).

Общее изменение энтропии будет иметь следующий вид:

∆S = (Q₀/T₀) – ((Q₀+L)/T)

где:
∆S – изменение энтропии, [Дж/(кг·град)];
Q₀ – тепловая энергия переданная от охлаждаемой среды или тела к хладоагенту (характеризует холодопроизводительность машины), [Вт];
T₀ – абсолютная температура теплоагента с низкой температурой, [K];
T – абсолютная температура теплоагента с высокой температурой, [K];
L – работа, затраченная на осуществление процесса, [Дж].

Откуда можно рассчитать необходимую работу, которую требуется затратить на осуществление процесса охлаждения:

L = Q₀[(T – T₀)/T₀]

Общее уравнение энергетического баланса холодильных машин можно выразить следующим образом.

Q = Q₀ + L

где
Q – количество отведенной тепловой энергии, [кВт].

Для оценки эффективности холодильной машины используют холодильный коэффициент, который характеризует отношение холодопроизводительности к затраченной работе и вычисляется следующим образом:

ε = Q₀/L

Немаловажным критерием является оценка требуемой мощности привода холодильной машины, определяемая следующим образом:

N = Q₀/1000ε [кВт]

Зная расход циркулирующего хладоагента можно определить его удельную холодопроизводительность.

Q₀ = G/Q₀

где:
G – расход циркулирующего хладоагента в машине, [кг/сек];
Q₀ – удельная холодопроизводительность, [Дж/кг].

Адиабатическое расширение газа без совершения внешней работы (методом дросселирования)

Проведение процесса дросселирования газа характеризуется постоянством энтальпии.

i₁ = i₂ = const

Этот эффект объясняется тем, что совершаемая расширяющимся газом работа, при осуществлении процесса дросселирования, затрачивается на преодоление внутренних сил трения в сужении и переходит в тепловую энергию, которая остается в газе, вследствие чего энтальпия остается без изменения.
Для идеальных газов дросселирование проходит не только с постоянством энтальпии, но и температуры. А вот дросселирование реальных газов отличается изменением температуры при постоянной энтальпии. Данное явление обозначается как дроссельный эффект. В зависимости от направления изменения температуры газа дроссельный эффект разделяют на положительный (при охлаждении) и отрицательный (при нагревании). Также различают дифференциальный и интегральный дроссельный эффект. Дифференциальный дроссельный эффект описывает изменение температуры газа при понижении давления на одну единицу, а интегральный при понижении давления от значения p₁ (до дросселирования) до p₂ (после дросселирования). Ввиду простоты осуществления, в расчетах чаще используют интегральный дроссельный эффект. Он может быть определен графическим методом при помощи T-S диаграммы, с нанесенными линиями энтальпии.

Дополнительным фактором, влияющим на изменение температуры реальных газов, является зависимость энтальпии от давления, помимо температуры.

i = u + pv = c_vT + uп + pv

где:
u – внутренняя энергия реального газа, [Дж];
v – удельный объем, [м³/кг];
c_v – удельная теплоемкость при постоянном объеме, [кДж/(кг·град)];
c_vT – внутренняя кинетическая энергия молекул газа, [кДж/кг];
uп — внутренняя потенциальная энергия газа (равна работе, затрачиваемой на преодоление сил притяжения между молекулами), [Дж];
pv – объемная энергия газа.

Постоянство энтальпии до и после проведения процесса дросселирования (i₁ и i₂ соответственно) описывается следующим выражением:

c_vT₁ + u₁ + p₁v₁ = c_vT₂ + u₂ + p₂v₂

упростив, получим:

c_v (T₁ — T₂) = (u₂ — u₁) – (p₁v₁ — p₂v₂)

где:
c_v (T₁ — T₂) – уменьшение внутренней кинетической энергия молекул газа в результате охлаждения, [кДж/кг];
(u₂ — u₁) = ∆u_п – увеличение внутренней потенциальной энергии газа, [Дж];
(p₁v₁ — p₂v₂) – работа совершаемая газом при дросселировании, [Дж].

Исходя из приведенного выше уравнения, можно сделать вывод, что при дросселировании газа могут проходить два случая охлаждения и один направленный на нагрев.

Охлаждение:

• когда p₁v₁ < p₂v₂, тогда T₁ >T₂;
• когда p₁v₁ > p₂v₂, при этом ∆u_п>(p₁v₁ — p₂v₂), тогда T₁ > T₂;

Нагрев:

• когда p₁v₁ > p₂v₂, при этом ∆u_п ˂ (p₁v₁ — p₂v₂), тогда T₁ ˂ T₂;

Возможно протекание еще одного случая, когда с повышением температуры дроссельный эффект приравнивается нулю. Это происходит при инверсионной температуре, когда в уравнении ∆u_п = (p₁v₁ — p₂v₂) правая часть обращается в ноль. Однако большинство газов обладают высокими значениями инверсионных температур и осуществление процесса дросселирования ведет к их охлаждению.

Реферат: Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины

Реферат: Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины
скачать (69.5 kb.)
Доступные файлы (1):

---

n1.doc

Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины
Кафедра промышленной теплоэнергетики
РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Теплотехнологические процессы и установки»
на тему:

«Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины»

Выполнила:

Проверил:

г. Днепропетровск

2010г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..	3
Растворы абсорбционных холодильных машин…………………………………	5
Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины………………	6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………	9
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………. ..	10

ВВЕДЕНИЕ
Проблемы энергосбережения в настоящее время имеют важное значение в первую очередь в связи с ограниченностью природных ресурсов, неравномерным их распределением, а также в связи со всё возрастающим техногенным загрязнением окружающей среды, частью которого являются тепловые сбросы холодильных машин.

Уменьшение вредного влияния на окружающую среду может быть достигнуто повышением эффективности холодильных систем как при их создании, так и в процессе эксплуатации.

В области холодильной техники к энергосберегающим системам относятся теплоиспользующие абсорбционные холодильные машины.

Абсорбционные холодильные машины работают, потребляя энергию в виде теплоты, причем в ряде случаев используются, так называемые вторичные тепловые ресурсы, такие, как тепловые сбросы ТЭЦ, тепловые отходы химических предприятий и др.

При выработке холода абсорбционными холодильными машинами, работающими с использованием вторичных тепловых ресурсов, полностью сберегается тепло, которое в противном случае было бы затрачено на производство электроэнергии, необходимой для привода электродвигателей компрессоров.

Энергосберегающий эффект в виде экономии тепла проявляется при работе абсорбционных холодильных машин от незагруженных теплофикационных отборов ТЭЦ. Одним из назначений абсорбционной холодильной машины при этом является получение холодной воды в режиме кондиционирования воздуха.

Использование абсорбционных холодильных машин для кондиционирования и теплоснабжения дало возможность осуществить их круглогодичную загрузку, упростить системы хладо- и теплоснабжения, создать экономичные, безопасные и малошумные машины.

На уровень эффективности холодильной машины влияет ряд факторов, непосредственно связанных с эксплуатацией. С одной стороны, это факторы, обусловленные конструкцией системы (надежность, уровень автоматизации и др.), с другой – ее влияние на окружающую среду.

Эксплуатационные показатели абсорбционной холодильной машины, связанные с надежностью и уровнем автоматизации, выше, чем у компрессионной, т.к. надежность компрессионной холодильной машины в значительной степени определяется надежностью механического компрессора.

Степень отрицательного влияния абсорбционной холодильной машины на окружающую среду выявляется в результате анализа факторов, оказывающих вредное воздействие на природу со стороны холодильной техники в целом.

К числу этих факторов относятся: тепловые сбросы, шум и вибрация, загрязнение воды, утечки холодного агента и масла.

Растворы абсорбционных холодильных машин
В составе абсорбционной холодильной машины роль компрессора выполняется системой абсорбер-генератор. При этом процессы, связанные с работой компрессора, осуществляются с помощью растворов, состоящих из двух или трех компонентов.

В холодильной технике это, как правило, раствор, состоящий из двух (бинарный) компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Один компонент, с более низкой температурой кипения, является холодильным агентом, другой – абсорбентом (поглотителем).

Раствор, обеспечивающий процессы в абсорбционной холодильной машине, носит название ее рабочего вещества (тела).

К рабочим веществам абсорбционных холодильных машин предъявляются 2 основных требования:

• 
  Полная взаимная растворимость компонентов;
  
• 
  Значительное различие величин нормальных температур кипения компонентов.
  

Наибольшее применение в холодильной технике получили абсорбционные холодильные машины, работающие на растворах вода-аммиак (водоаммиачные), вода-бромистый литий (бромистолитиевые). В водоаммиачных холодильных машинах холодильным агентом является аммиак, в бромистолитиевых – вода.

Раствор при совершении цикла абсорбционной холодильной машины меняет свое состояние.

Рабочие вещества представляют две группы смесей: раствор аммиака в воде относится к первой группе, в нем оба компонента являются летучими; раствор бромистого лития в воде относится ко второй группе, в нем абсорбент (бромистый литий) характеризуется практически нулевой летучестью. В паровой фазе растворов первой группы присутствуют оба компонента, а во второй – только один.

Схема и принцип работы ХМ
На рис. 1 представлена схема абсорбционной холодильной машины, которая может работать на бинарных смесях как первого, так и второго типа.

Раствор с большим содержанием легкокипящего компонента, образующийся в абсорбере, поступает в насос при давлении кипения, где его давление повышается до давления конденсации. За счет работы насоса к раствору подводится тепло q_и. Концентрация раствора при этом не изменяется. Из-за несжимаемости жидкости энтальпия раствора до и после насоса остается постоянной.

В рекуперативном теплообменнике раствор подогревается и с измененной концентрацией подается в генератор. В генераторе при подводе тепла q_h от греющего источника раствор кипит, его концентрация по легкокипящему компоненту уменьшается.

В абсорбционной машине, работающей на бинарных смесях первого типа, образующийся пар подвергается очистке в процессе ректификации, происходящей в специально предусмотренной для этого части генератора.

Пар из генератора направляется в конденсатор, где сжимается при давлении Р_к и отводе тепла конденсации q_к. Затем жидкость дросселируется в регулирующем вентиле РВ-1. При этом давление снижается от Р_к до Р₀. Процесс дросселирования происходит при постоянной энтальпии и концентрации. Холодильный агент переходит из состояния переохлажденной жидкости в состояние влажного пара и поступает далее в испаритель, где кипит при подводе тепла q_а. Концентрация по легкокипящему компоненту повышается, и на этом цикл замыкается.

Таким образом, можно считать, что абсорбер является всасывающей стороной компрессора, а генератор – нагнетательной.

Уравнение теплового баланса одноступенчатой абсорбционной холодильной машины:

q_{h+ q0 + qи = qк + qa+ (qR),}

где q_{R– тепло, отводимое от пара при очистке его в дефлегматоре при работе абсорбционной холодильной машины на бинарной смеси холодильного типа.}

Эффективность работы абсорбционной холодильной машины оценивается тепловым коэффициентом

? = q₀/q_h

Абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ) представляют собой блочные комплектные агрегаты высокой заводской готовности. Холодная вода, получаемая на АБХМ, применяется в системах кондиционирования воздуха, для технологических нужд на предприятиях химической, нефтехимической промышленности и др., при этом АБХМ ориентированы на использование в качестве греющих сред с относительно низкими температурными параметрами.

Водоаммиачные абсорбционные холодильные машины (АВХМ) применяются преимущественно в составе технологических линий. Это машины крупной единичной мощности, которые используют в качестве греющей среды вторичные тепловые ресурсы и индивидуально привязаны к конкретным условиям производств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Действие абсорбционной холодильной машины основано на простом принципе: при понижении абсолютного давления снижается температура кипения воды.

Абсорбционная холодильная машина по своему устройству значительно отличается от компрессионной. В ней отсутствует компрессор, а кроме хладагента в ее системе циркулирует также жидкость, называемая абсорбентом. Абсорбентом являются жидкости, обладающие хорошей поглотительной способностью хладагента.

В качестве хладагента в абсорбционных машинах обычно используют аммиак, а абсорбентом для него служит вода. Вследствие хорошей растворимости аммиака в воде, хладагент и абсорбент находятся в системе абсорбционной машины в виде водоаммиачного раствора с различной концентрацией в нем аммиака в отдельных частях машины.

Основное преимущество этих машин заключается в возможности использования для их работы дешевых источников тепла низкого потенциала, например отработавшего пара, использованной в производстве горячей воды, отходящих газов, низкосортного топлива и др. Это преимущество указывает на целесообразность применения абсорбционных машин, прежде всего на тех производственных предприятиях, которые являются потребителями холода и одновременно имеют дешевые источники тепла. Кроме того, эти машины выгодно применять в районах, которые, не располагая электроэнергией, имеют низкосортное топливо.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Галимова Л.В. «Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы»/ Астрахан. гос. тех. ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 1997. – 226 с.
   
2. 
   Материал сайта www.rossklad.ru.
   

---

Холодильные машины (стр. 1 из 2)

Содержание

Введение

Холодильная машина

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

Введение

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.

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.).

Энергетическое образование

1. Холодильная установка

Холодильник — устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Работа холодильника основана на использовании теплового насоса, переносящего тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду. Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

Основными составляющими частями холодильника являются:

Холодильный компрессор — компрессор, предназначенный для сжатия и перекачки паров хладагента в холодильных установках. При сжатии паров происходит повышение не только давления, но и температуры.

Чаще всего выполняется с приводом вращения вала от электродвигателя по той или иной поршневой схеме. Число поршней варьируется от 1 для бытовых устройств до 8 для крупных стационарных компрессоров. Также поршневые компрессоры могут быть одно- и многоступенчатыми (обычно 2-ступенчатыми). В них холодильный агент, сжатый в цилиндрах первой ступени, охлаждается и поступает в цилиндры второй ступени.

Другой распространённый тип компрессоров — винтовые. В них сжатие холодильного агента осуществляется в полости, образуемой либо между вращающимися роторами, либо между ротором и корпусом (эффект мясорубки). Также к ним относяться и центрифугальные компрессоры. Винтовые компрессоры обладают большей холодопроизводительностью по сравнению с поршневыми компрессорами при сопоставимых размерах.

Конденсатор — теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём охлаждения. Для конденсации пара какого-либо вещества необходимо отвести от каждой единицы его массы теплоту, равную удельной теплоте конденсации. Для обратимых процессов она равна удельной теплоте парообразования. Поскольку при конденсации, как и при испарении, температура не изменится, пока не сконденсируется весь пар, процесс происходит практически при постоянных параметрах пара. Параметры пара при конденсации близки к состоянию насыщения.

Испаритель — теплообменный аппарат, в котором рабочее вещество кипит за счет теплоты, подводимой от источника низкой температуры. Образовавшийся при кипении холодильного агента пар отсасывается из испарителя компрессором для совершения дальнейших процессов цикла холодильной машины.

Дроссель — устройство для понижения давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода или клапана.

Холодильный агент (хладагент) — рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе изотермического расширения отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации (воде, воздуху и т. п.). Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют фазовый переход (кипение и конденсацию). Основными холодильными агентами являются аммиак, фреоны (хладоны), элегаз и некоторые углеводороды. Принцип действия компрессионного холодильника. Хладагент под давлением через дросселирующее отверстие поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение её в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. 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.

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

Как работает холодильный компрессор

Компрессор — это сердце холодильной системы. Компрессор действует как насос, перемещающий хладагент по системе. Датчики температуры запускают работу компрессора. Системы охлаждения охлаждают объекты посредством повторяющихся циклов охлаждения.

Прежде чем мы продолжим, вот несколько терминов, которые вам следует знать.

1. Компрессор: Компрессор — это насос, обеспечивающий поток хладагента.Компрессор работает за счет увеличения давления и температуры испаренного хладагента. Существуют различные типы компрессоров для холодильного оборудования. Поршневые, роторные и центробежные компрессоры являются наиболее распространенными среди холодильных установок.

2. Конденсатор: Конденсатор представляет собой набор спиральных труб. В домашнем холодильнике вы найдете компрессор на задней стороне прибора. Конденсатор охлаждает испарившийся хладагент, превращая его обратно в жидкость.

3. Испаритель: Испаритель является охлаждающим элементом холодильной системы. Он поглощает тепло от содержимого охлаждающего устройства. В бытовом холодильнике испаритель находится в морозильной камере.

4. Расширительный клапан: Это устройство регулирует поток жидкого хладагента. Расширительный клапан термостатический. Он реагирует на установленную вами температуру.

Холодильный цикл

Хладагент течет из змеевика испарителя через компрессор.Этот поток повышает давление охлаждающей жидкости. Затем испарившийся хладагент поступает в конденсатор, где превращается в жидкость. Когда хладагент конденсируется в жидкость, он выделяет тепло. Это объясняет, почему конденсатор относительно горячий при прикосновении к нему.

Из конденсатора хладагент течет к расширительному клапану. Падение давления в расширительном клапане. От расширительного клапана хладагент поступает в испаритель. Жидкий хладагент забирает тепло из окружающей среды испарителя.Это тепло испаряет жидкий хладагент.

Испаренный хладагент возвращается в компрессор, где цикл продолжается.

Как работают разные компрессоры

1. Поршневой компрессор

Этот компрессор использует возвратно-поступательное движение поршня для сжатия испарившегося хладагента. Другое название поршневого компрессора — поршневой компрессор. Этот компрессор состоит из двигателя, коленчатого вала и нескольких поршней.

Двигатель вращает коленчатый вал, который затем толкает поршни.

При каждом обороте коленчатого вала совершаются действия: всасывание, сжатие и нагнетание. Все эти действия идут по порядку. В результате вытеснение газа прерывистое и вызывает вибрацию.

Поршневые компрессоры одностороннего действия — это компрессоры, в которых хладагент действует с одной стороны. В компрессорах двойного действия хладагент действует с двух сторон поршня.

Типы компрессоров одностороннего действия включают;

• Компрессоры открытого типа
• Обслуживаемые полугерметичные компрессоры
• Полугерметичные компрессоры с болтовым креплением
• Сварные герметичные компрессоры

Эти поршневые компрессоры бывают для низких, средних и высоких рабочих температур.Вы найдете поршневые компрессоры в бытовых холодильниках и морозильниках (сварные герметичные компрессоры). В коммерческих системах охлаждения и кондиционирования бывают полугерметичные и герметичные сварные компрессоры.

2. Пластинчато-роторный компрессор

Лопатка разделяет цилиндр на всасывающую и нагнетательную секции. Поршни вращаются для увеличения и уменьшения объемов секций. Непрерывное вращение обеспечивает всасывание, сжатие и выпуск газа.

Работа пластинчато-роторного компрессора включает пять действий.Эти действия: начало, всасывание, сжатие, нагнетание, затем конец. Каждое вращение коленчатого вала выполняет все эти пять действий.

Пластинчато-роторные компрессоры можно найти в бытовых холодильных установках и кондиционерах. Они также используются в тепловых насосах.

3. Винтовой компрессор

В этом компрессоре используются винтовые роторы для сжатия больших объемов хладагента. Сжатие включает двигатель, а также охватываемый и охватывающий роторы.

Двигатель вращает охватываемый ротор через коленчатый вал.Рабочий ротор перемещает охватывающий ротор, когда роторы сцепляются друг с другом.

Зацепляющиеся роторы выталкивают хладагент через всасывающий патрубок компрессора. Сжатый хладагент выходит через выпускное отверстие под более высоким давлением.

Винтовой компрессор конкурирует с большими поршневыми и маленькими центробежными компрессорами. Винтовые компрессоры можно найти в коммерческих и промышленных системах охлаждения и кондиционирования воздуха.

4. Центробежный компрессор

Другое название центробежного компрессора — турбо или радиальный компрессор.Эта машина сжимает хладагент кинетической энергией через вращающиеся колеса. При вращении крыльчатки они проталкивают хладагент через впускную лопатку. Чем выше частота вращения крыльчатки, тем выше давление.

Затем хладагент высокого давления проходит через диффузор. В диффузоре газовый объем хладагента увеличивается при уменьшении скорости. Центробежные компрессоры преобразуют кинетическую энергию высокоскоростного хладагента под низким давлением. В результате получается низкоскоростной газ под высоким давлением.

Центробежные компрессоры подходят для больших систем охлаждения. Центробежный компрессор является фаворитом среди коммерческих и промышленных холодильных систем.

Принцип действия различных компрессоров делает их пригодными для некоторых применений. Конструкция также может сделать компрессор непригодным для других целей. Такие атрибуты, как охлаждающая способность, цена, эффективность и надежность, являются ключевыми факторами, которые следует учитывать.

Компрессор играет центральную роль в холодильной технике, и вы должны знать и понимать, как он работает.В Compressors Unlimited у нас есть огромный запас модернизированных компрессоров для вашего коммерческого холодильного оборудования.

Парокомпрессионное охлаждение

Наиболее часто используемый метод охлаждения парокомпрессионный циклов, потому что довольно легко построить охлаждающее устройство, используя этот метод, и его стоимость будет низкой. Фактически, обычные холодильники используют этот метод охлаждение до Храните остатки еды и напитки охлажденными! Кондиционеры также использовать цикл сжатия пара для охлаждения температуры окружающего воздуха в комната.

В основном, парокомпрессионное охлаждение использует тепловой двигатель, работающий в обратном направлении, поэтому тепловая энергия забирается из холодного резервуара и передается в горячий резервуар. По второму закону термодинамики тепловая энергия делает не переходить самопроизвольно из холодного водоема в горячий. В чтобы иметь теплопередачу в этом направлении (а не от горячего к холодно, а система естественно к этому склонна) надо делать работать над системой.

Сжатие пара Цикл охлаждения

Этот цикл охлаждения примерно цикл Ренкина проходит в обратном направлении.Рабочая жидкость (часто называемый хладагентом) проталкивается через систему и претерпевает изменения состояния (из жидкого к газу и обратно). Скрытая теплота испарения хладагент используется для передачи большого количества тепловой энергии, и изменения давления используются для контроля, когда хладагент выходит или поглощает тепловую энергию.
Однако для холодильного цикла, который есть горячий резервуар при комнатной температуре (или немного выше) и холодном резервуар, температура которого должна быть около 34 ° F, при кипении точка хладагента должно быть достаточно низким.Таким образом, различные жидкости были определены как практичные хладагенты. Большинство общий включают аммиак, фреон (и другие хлорфторуглеродные хладагенты, также известные как CFCs) и HFC-134a (нетоксичный гидрофторуглерод).

Этапы Цикл парокомпрессионного охлаждения

Парокомпрессионное охлаждение Цикл состоит из четырех шагов. Концептуальная фигура процесса показывает изменение PV во время каждой части.

Часть 1: Сжатие
На этом этапе хладагент попадает в компрессор как газ под низким давлением и имеющий низкую температуру.Потом, хладагент сжимается адиабатически, поэтому жидкость покидает компрессор под высоким давлением и с высокой температурой.

Часть 2: Конденсация
Высокое давление, высокая температура газ выделяет тепловую энергию и конденсируется внутри «конденсатора» часть системы. Конденсатор контактирует с горячий резервуар холодильной системы. (Газ выделяет тепло в горячий резервуар из-за внешней работы, добавленной к газу.) Хладагент уходит в виде жидкости под высоким давлением.

Часть 3: Дросселирование
Жидкий хладагент проталкивается через а дроссельный клапан, который заставляет его расширяться. В результате теперь хладагент имеет низкое давление и более низкую температуру, пока еще в жидкой фазе. (Дросселирование клапан может быть либо тонкой щелью, либо какой-то пробкой с дырками в ней. Когда хладагент нагнетается через дроссель, его давление снижается, вызывая расширение жидкости.)

Часть 4: Испарение
Низкое давление, низкая температура хладагент входит испаритель, контактирующий с холодным резервуаром.Поскольку поддерживается низкое давление, хладагент может к варить при низкой температуре. Итак, жидкость поглощает тепло от в холодный резервуар и испаряется. Хладагент покидает испаритель как низкотемпературный газ низкого давления, который попадает в снова компрессор, вернувшись в начало цикла.

---

.

S H Цена 26 марта 2007 Веб-проект Physics 212

Как работает парокомпрессионное охлаждение | Электроника Охлаждение

Охлаждение парокомпрессионным способом можно найти практически в любом доме, например, в кондиционерах, которые отводят тепло из наших домов, и в холодильниках, в которых хранятся наши продукты.История компрессии пара восходит к 1805 году, когда американский изобретатель Оливер Эванс описал замкнутый цикл охлаждения с компрессией пара для производства льда. Первая работающая парокомпрессионная холодильная установка была построена в 1834 году другим американцем, жившим в Великобритании, Джейкобом Дженкинсом. В этом сообщении в блоге будет объяснено, как работает этот цикл охлаждения с компрессией пара и как его можно применять, или вы можете посмотреть видеообъяснение здесь.

Рис. 1

Охлаждение с парокомпрессионным циклом — это процесс, который использует физику теплопередачи с фазовым переходом и уникальные свойства хладагента для передачи тепла от относительно холодного источника к горячей среде.Проще говоря, холодильные системы эффективно отводят тепло от холодного источника к горячему радиатору (обычно воздуху). Компонентами базовой холодильной системы являются компрессор , конденсатор , расширительный клапан и испаритель .

Сердцем системы является компрессор . Компрессор принимает пар хладагента с низкой температурой и низким давлением и сжимает его в пар с высокой температурой и высоким давлением. Этот пар с высокой температурой / давлением затем поступает в конденсатор , где тепло отводится либо воздуху, либо воде.По мере отвода тепла энергия, запасенная в газе под высоким давлением, высвобождается, и хладагент отдает скрытое тепло, превращаясь в горячую жидкость.

Эта горячая, высокотемпературная жидкость затем выходит из конденсатора и поступает в расширительный клапан , где она испытывает падение давления, вызывающее испарение части горячего газа. Это снижает температуру потока хладагента. Хладагент на выходе из расширительного клапана представляет собой двухфазную жидкость с низкой температурой.

Эта двухфазная жидкость поступает в испаритель , где подвергается воздействию источника тепла.Тепло от источника испаряет хладагент за счет теплопередачи с фазовым переходом, и низкотемпературный газ под низким давлением поступает в компрессор, завершая цикл.

Полезно понимать цикл хладагента в квадранте, показанном на Рис. 1 . Верхняя половина с высоким давлением и высокой температурой позволяет хладагенту становиться значительно более горячим, чем окружающий воздух, что способствует передаче тепла в обычно горячую среду.

Низкая температура и низкое давление в половине цикла позволяет хладагенту поглощать тепло от источника, который не такой горячий, как окружающая среда.Компрессор выполняет работу по повышению давления, а расширительный клапан обеспечивает поддержание необходимого давления в конденсаторе для передачи тепла.

Рисунок 2

Цикл сжатия пара может использоваться для охлаждения воздуха, жидкости или холодных пластин. Все, что требуется для этого, — это модифицировать испаритель, чтобы приспособить его к охлаждаемым системам. Для создания системы воздушного охлаждения испаритель действует как хладагент для воздушного теплообменника. Система воздушного охлаждения используется в зданиях, автомобилях и шкафах для электроники, где охлаждается стоечное оборудование с воздушным охлаждением.

Для охлаждения жидкости испаритель снова действует как хладагент, на этот раз по отношению к жидкостному теплообменнику, при этом перекачиваемая жидкость охлаждается испаряющимся хладагентом. Система с жидкостным охлаждением используется в таких системах, как лазеры, электроника и медицинские устройства, предназначенные для жидкостного охлаждения.

Рисунок 3

Третьей альтернативой устройствам с охлаждающей пластиной является пропускание хладагента непосредственно через охлаждающую пластину. При использовании испарителя в качестве холодной пластины охлаждаемые устройства обладают преимуществом теплопередачи с фазовым переходом с минимальным повышением температуры.

Парокомпрессионное охлаждение адаптируется, эффективно и эффективно при охлаждении. Чтобы узнать больше, посмотрите «Как работает парокомпрессионное охлаждение».

Принцип работы холодильника и холодоснабжения

8 апреля 2014 г.

Холодильная техника широко используется в быту и промышленности. В этой статье дается подробное и логичное введение в работу холодильников, использующих цикл сжатия пара.

Основной принцип работы холодильника

Основной принцип охлаждения прост.Вы просто непрерывно пропускаете более холодную жидкость вокруг охлаждаемого объекта. Это будет отводить тепло от объекта. В показанном примере холодная жидкость пропускается через яблоко, которое необходимо охладить. Из-за разницы температур яблоко отдает тепло жидкому хладагенту. Хладагент, в свою очередь, нагревается за счет поглощения тепла яблоком.

Рис. 1 Основной принцип охлаждения показан на рисунке

. Очевидно, что, если мы можем производить холодный жидкий хладагент непрерывно, мы можем добиться непрерывного охлаждения.Этот простой факт составляет основу холодильной техники. Далее мы увидим, как это достигается.

Комплектующие холодильные и рабочие

Показан вид холодильника изнутри.

Рис. 2 Холодильник

, вид изнутри. Он состоит из 4 основных компонентов: компрессора, конденсатора, испарителя и дроссельного устройства. Из этих компонентов дроссельное устройство отвечает за производство холодной жидкости. Поэтому сначала мы подробно разберем дросселирующее устройство и перейдем к другим компонентам.

Дроссель

Дросселирующее устройство препятствует прохождению жидкости; Холодная жидкость производится с помощью этого устройства. В данном случае дросселирующее устройство представляет собой капиллярную трубку. Капиллярная трубка имеет приблизительную длину 2 м и внутренний диаметр около 0,6 мм, поэтому она оказывает значительное сопротивление потоку.

Рис. 3 Капиллярная трубка: это приводит к резкому падению давления и температуры.

Для эффективного дросселирования на входе хладагент должен быть жидкостью под высоким давлением.Дросселирующее устройство ограничивает поток, что приводит к огромному падению давления. Из-за падения давления температура кипения хладагента понижается, и он начинает испаряться. Тепло, необходимое для испарения, исходит от самого хладагента, поэтому он теряет тепло, и его температура падает. Если вы проверите температуру на дросселе, вы заметите это падение.

Неверно говорить, что троттлинг — это процесс. Нам известны только конечные точки дросселирования, то есть состояния до и после дросселирования.Мы не знаем промежуточных состояний, поскольку это в высшей степени необратимое изменение. Поэтому было бы правильно назвать дросселирование явлением, а не процессом.

Испаритель — процесс поглощения тепла

Следующий этап прост: эта холодная жидкость проходит по телу, которое необходимо охладить. В результате хладагент поглощает тепло. В процессе поглощения тепла хладагент испаряется и превращается в чистый пар. Для переноса холодного хладагента по телу необходим надлежащий теплообменник.Этот теплообменник известен как испаритель.

Рис. 4 Холодная жидкость проходит через теплообменник, известный как испаритель, для поглощения тепла от холодильника

Таким образом, мы достигли необходимого охлаждающего эффекта. Если мы сможем вернуть этот парообразный хладагент низкого давления в состояние до процесса дросселирования (то есть в жидкое состояние высокого давления), мы сможем повторить этот процесс. Итак, первый шаг, давайте повысим давление.

Использование компрессора

Для этого вводится компрессор.Компрессор поднимет давление до исходного уровня. Но поскольку он сжимает газ, вместе с давлением повышается и температура. Это неизбежно.

Рис. 5 Для повышения давления хладагента используется компрессор.

Теперь хладагент представляет собой пар высокого давления. Чтобы перевести его в жидкое состояние, мы должны ввести еще один теплообменник.

Использование конденсатора

Этот теплообменник установлен снаружи холодильника, и температура хладагента выше, чем температура окружающей среды.Так тепло будет рассеиваться в окружающую среду. Пар будет конденсироваться в жидкость, а температура вернется к нормальному уровню.

Рис. 6 Теплообменник конденсатора установлен снаружи холодильника, поэтому он будет отводить тепло в окружающую среду.

Таким образом, хладагент снова вернулся в свое исходное состояние: жидкость под высоким давлением. Мы можем повторять этот цикл снова и снова для непрерывного охлаждения. Этот цикл известен как цикл сжатия пара. Холодильная техника, основанная на цикле сжатия пара, является наиболее распространенной в быту и промышленности.

Компоненты холодильника

Более подробную информацию о компонентах холодильника можно найти здесь. К испарителям и конденсаторам прикреплены ребра. Ребра увеличивают площадь поверхности, доступную для конвективной теплопередачи, и, таким образом, значительно улучшают теплопередачу.

Рис.7 Ребра, прикрепленные к конденсатору и испарителю

Поскольку испаритель охлаждает окружающий воздух, вода обычно конденсируется на нем, образуя иней. Мороз будет действовать как изолятор между теплообменником испарителя и окружающим воздухом.Таким образом снизится эффективность процесса отвода тепла. Для улучшения теплоотдачи требуется частое удаление инея. Во всех современных холодильниках используется автоматический механизм размораживания.

Детали компрессора

Помимо повышения давления, компрессор также помогает поддерживать поток в контуре хладагента. Обычно для этого используется герметичный компрессор поршневого типа. Вы могли заметить, что ваш домашний холодильник потребляет больше электроэнергии по сравнению с другими устройствами.В цикле сжатия пара мы должны сжимать газ; сжатие газа и повышение давления — дело очень энергоемкое. По этой причине холодильник, основанный на технологии парокомпрессионного охлаждения, потребляет много электроэнергии.

Коэффициент полезного действия

Передача тепла и энергии в парокомпрессионном холодильном контуре показана ниже.

Рис. 8 Энергетическое взаимодействие, происходящее в холодильной системе

Простой энергетический баланс системы дает следующее соотношение.

P _в + Q _{АБСОЛЮТНО} = Q _{ОТКЛОНЕНО}

Часто требуется оценить производительность холодильника или сравнить различные холодильные технологии. В этом помогает термин, называемый Coefficient of Performance (C.O.P). Чтобы полностью понять этот термин, нам нужно знать, что такое вход и выход холодильной системы. Что нам нужно от холодильника, так это охлаждающий эффект. Или QABSORBED — это мощность холодильного цикла.Потребляемая мощность в холодильнике — это мощность, передаваемая компрессору. Таким образом, термин C.O.P может быть легко определен как выход за входом и выражен следующим образом.

C.O.P = Q _{АБСОЛЮТНО} / P _дюйм

компонентов, работа, процессы и приложения [PDF]

Холодильный цикл с компрессией пара — наиболее широко используемая холодильная система. В этой системе рабочим телом является пар. Он легко испаряется и конденсируется или поочередно переключается между паровой и жидкой фазами, не покидая холодильной установки.

Во время испарения он поглощает тепло от холодного тела, и это тепло используется в качестве скрытого тепла для преобразования его из жидкости в пар, тогда как при конденсации или охлаждении он отводит тепло внешним телам, создавая охлаждающий эффект в рабочей жидкости.

Компоненты парокомпрессионной холодильной системы:

Рисунок выше состоит из следующих пяти основных частей, а именно:

1. Компрессор
2. Конденсатор
3. Ресивер
4. Расширительный клапан
5. Испаритель

Цикл охлаждения с сжатием пара

Подробное объяснение вышеперечисленных частей следующее.

1. Компрессор:

Пар низкого давления и низкой температуры поступает в компрессор из испарителя, где сжимается до высокого давления и высокой температуры.

Этот парообразный хладагент высокого давления и температуры выпускается в конденсатор через выпускной клапан.

2. Конденсатор:

Конденсатор или охладитель состоит из змеевиков трубы, в которой пар хладагента высокого давления и температуры охлаждается и конденсируется.

Хладагент, проходя через конденсатор, отдает свое скрытое тепло окружающей среде конденсации, которой обычно является воздух или вода.

3. Получатель:

Конденсированный жидкий хладагент из конденсатора хранится в емкости, известной как ресивер, откуда он подается в испаритель через расширительный клапан.

4. Расширительный клапан:

Его еще называют дроссельной заслонкой. Его функция заключается в том, чтобы позволить жидкому хладагенту под высоким давлением и температурой проходить через него, что снижает его температуру и давление.

5. Испаритель:

Он также состоит из змеевиков трубы, в которой парожидкостный хладагент при низком давлении и температуре испаряется и превращается в парообразный хладагент при низком давлении и температуре.

Диаграммы P-V и T-S парокомпрессионной холодильной установки:

Диаграмма P-V Диаграмма T-S

Работа парокомпрессионной холодильной системы:

Работа парокомпрессионной холодильной системы может быть завершена в рамках 4 процессов, а именно:

Процесс сжатия:

Пар с низкой температурой и низким давлением попадает в компрессор, где он изоэнтропически сжимается, и впоследствии его температура и давление значительно повышаются.

Процесс конденсации:

Этот пар после выхода из компрессора попадает в конденсатор, где он конденсируется в жидкость под высоким давлением и собирается в приемном баке.

Процесс расширения:

Из приемного бака он проходит через расширительный клапан, где дросселируется до низкого давления и температуры.

Процесс испарения:

Проникнув через расширительный клапан, он, наконец, попадает в испаритель, где отбирает тепло из окружающей среды или циркулирующей жидкости и испаряется, образуя пар более низкого давления.

Если расширение происходит без дросселирования, уровень температуры падает до очень низкого уровня, из-за чего он должен подвергаться явному и скрытому теплу, чтобы достичь стадии испарения.

Примечание:

• Работу выполняет компрессор.
• Тепло, отбираемое испарителем, представляет собой разницу между теплотой, поступающей в испаритель, и теплом, выходящим из испарителя.

C.O.P. парокомпрессионной холодильной системы:

Коэффициент полезного действия (C.O.P) простого цикла охлаждения пара следующий.

C.O.P . = (отвод тепла или охлаждающий эффект) / Работа выполнена.

C.O.P. = (h3-h2) / (h4-h3)

или

C.О.П. = (h3-h5) / (h4-h3).

[h2 = h5, поскольку при дросселировании расширения 4-1 общее теплосодержание остается неизменным.]

Типы циклов сжатия пара:

Типы циклов сжатия пара, которые важны с предметной точки зрения, следующие.

1. Цикл с перегретым паром после сжатия
2. Цикл с перегретым паром перед сжатием
3. Цикл с влажным паром после сжатия
4. Цикл с сухим насыщенным паром после сжатия
5. Цикл с недостаточным охлаждением или переохлаждением хладагента

Компрессия пара Охлаждение Системные преимущества:

Преимущества парокомпрессионной холодильной системы следующие.

• Температуру в секции испарителя можно контролировать с помощью расширительного клапана.
• Обладает высоким коэффициентом полезного действия.
• Эксплуатационные расходы низкие, поскольку объем циркуляции хладагента в системе низкий.

Недостатки парокомпрессионной холодильной системы:

Недостатки парокомпрессионной холодильной системы следующие.

• Убедитесь, что не должно быть утечки хладагента из труб / шлангов.
• Хладагент может повлиять на атмосферу.
• Стоимость системы высока.

Применение парокомпрессионных холодильных систем:

Применения парокомпрессионной холодильной системы следующие.

• Используется в домашнем холодильном оборудовании для хранения пищевых продуктов.
• Используется в пищевой промышленности и в холодильных камерах.
• Используется в промышленном холодильном оборудовании для химической обработки, нагрева и охлаждения.
• Используется в криогенном охлаждении, медицинском холодильном оборудовании, холодильном транспорте и электронном охлаждении.

Это подробное объяснение цикла парокомпрессионного охлаждения .

Дополнительные ресурсы:

Летнее и зимнее кондиционирование воздуха

Источники [Внешние ссылки]:

---

Процесс охлаждения: цикл сжатия паров хладагента

Введение в системы охлаждения

В самых общих чертах холодильные системы используются для отвода тепла из одной области и передачи его в другое место.В этой статье приводятся некоторые подробности о парокомпрессионном холодильном цикле, который очень широко используется для многих типов холодильных систем, включая домашние холодильники и морозильники, холодильные кондиционеры и автомобильные кондиционеры. Прочтите информацию о цикле сжатия пара, о том, как он работает и как он используется для обеспечения охлаждения.

Цикл парокомпрессионного охлаждения

На схеме слева показаны компоненты холодильного цикла с компрессией пара: компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель.Жидкость с низким давлением и низкой температурой преобразуется в пар в испарителе, таким образом поглощая тепло из охлаждаемого помещения и сохраняя это пространство прохладным. Жидкость приводится в движение по циклу компрессором, который сжимает пар с низкой температурой и низким давлением, покидающий испаритель, в пар с высоким давлением и высокой температурой. Этот пар конденсируется в жидкость в конденсаторе, отдавая тем самым высокую температуру окружающей среде. Наконец, жидкость под высоким давлением и высокой температурой, выходящая из конденсатора, охлаждается, и ее давление понижается за счет пропускания ее через расширительный клапан.Это обеспечивает ввод в испаритель, который был первым этапом цикла, описанного выше.

На диаграмме показаны рабочие и тепловые потоки: Win, QH и QL. Win — это объем работы компрессора. Скорость работы компрессора — это большая часть мощности, необходимой для работы холодильной системы. Вероятно, потребуется мощность для привода одного или нескольких вентиляторов, но их потребляемая мощность будет небольшой по сравнению с мощностью, необходимой для привода компрессора. QH — это высокая температура, отводимая конденсатором в окружающую среду.QL — низкотемпературное тепло, поглощаемое испарителем из охлаждаемого пространства.

Применение парокомпрессионного охлаждения

Холодильный цикл с компрессией пара, описанный в предыдущем разделе, широко используется для различных целей охлаждения, таких как бытовые холодильники и морозильники; бытовые, промышленные и коммерческие кондиционеры; и автомобильные кондиционеры. Расположение компонентов цикла сжатия пара в домашнем холодильнике / морозильнике показано на схеме справа.Змеевики испарителя расположены в морозильном отделении, поэтому низкотемпературное тепло отводится из морозильного отделения, сохраняя его как самое холодное место в морозильном отделении холодильника. Компрессор показан внизу на задней стенке холодильника. Он направляет свой сжатый высокотемпературный пар через змеевики конденсатора в задней части холодильника, где тепло отдается воздуху за пределами холодильника. Наконец, капиллярная катушка, показанная в верхней части задней части холодильника, служит расширительным клапаном, который охлаждает жидкость, выходящую из конденсатора, когда ее давление снижается, обеспечивая входной поток в испаритель.

Изображение предоставлено: https: // Cooling device.net4.html

Повышение эффективности охлаждения

Для повышения эффективности холодильной системы будут полезны следующие рекомендации:

• Характеристики хладагента должны учитывать высокая температура конденсации для отвода тепла в окружающую среду и низкая температура испарения для поглощения тепла из охлаждаемого пространства.

• Следует минимизировать фильтрацию воздуха через двери и другие зазоры.

• Падение давления хладагента во всасывающей и нагнетательной линиях должно быть минимальным.

• Необходимо поддерживать хорошую смазку движущихся частей.

• Следует использовать трубы правильного размера, избегая ненужных изгибов, чтобы минимизировать падение давления.

Поэтапный отказ от хладагентов R22 и R12

Хладон 22, также известный как R22, является наиболее распространенным хладагентом в домашних системах кондиционирования воздуха и охлаждения. Фреон 12, также известный как R12, используется в автомобильных кондиционерах.Из-за опасений по поводу повреждения озонового слоя Земли производство и использование хлорфторуглеродов, таких как хладагенты R22 и R12, постепенно прекращаются во всем мире, и их заменяют хладагенты-заменители.

Ссылки

1. Мэннинг, Л., Идеальный цикл паро-компрессионного охлаждения , Департамент машиностроения, Университет Невады, Рино

2. Шет, Фармакопея США, Сундарараджан, Т. и Малликарджуна, Дж. М., Простой пар Система компрессионного охлаждения, Индийский технологический институт Мадрас

3.Агентство по охране окружающей среды США, Что следует знать о хладагентах при покупке или ремонте бытовой системы кондиционирования или теплового насоса.

Принцип работы холодильников — StudiousGuy

Холодильники — одна из самых распространенных бытовых приборов. От сохранения свежести продуктов в течение нескольких дней до обеспечения нас прохладными напитками в жаркое лето — они делают нашу жизнь комфортной каждый день. Использование холодильника в нашей повседневной жизни настолько распространено, что мы никогда не задумываемся, как это технологическое чудо работает по своей сути.В целом более низкая температура в холодильниках замедляет активность бактерий, присутствующих в пище, что, в свою очередь, предотвращает ее порчу. До изобретения электрических холодильников состояния были нажиты на транспортировке больших блоков льда для достижения холодной температуры для хранения продуктов питания и напитков. Сегодня, благодаря холодильникам, нам не приходится так мучиться, чтобы уберечь нашу пищу от порчи. Процесс, который сегодня используют холодильники, основан на работах американских изобретателей XIX века Оливера Эванса и Джейкоба Перкинса.В 1805 году Эванс придумал цикл охлаждения с компрессией пара, который мы сейчас используем для изготовления холодильников, но он так и не смог построить холодильник. В 1830-х годах Перкинс создал первую систему охлаждения, основанную на идеях Эвана. Хотя система Perkin не имела коммерческого успеха, это был первый шаг к современным холодильникам, которые мы используем сегодня. Прежде чем мы попытаемся понять, как работает этот цикл охлаждения, давайте сначала разберемся, какие компоненты холодильника участвуют в процессе охлаждения.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Компоненты холодильника

Жидкий хладагент

Хладагент — это обычно газ или жидкость, которая способствует преобразованию тепловой энергии в механическую за счет фазового перехода. В холодильниках хладагент также может рассматриваться как хладагент, который течет через холодильник для поддержания температуры внутри него. Наиболее часто используемые хладагенты имеют чрезвычайно низкие точки кипения, например.g., гидрохлорфторуглероды, которые обычно называются фреонами.

Компрессор

Компрессор считается сердцем холодильной системы. С технической точки зрения компрессор — это устройство, повышающее давление газа за счет уменьшения его объема. В холодильниках компрессор механически увеличивает температуру хладагента, заставляя его двигаться по трубе небольшого объема. Хладагент входит в компрессор в виде газа низкого давления и низкой температуры, а затем выходит из компрессора в виде газа высокого давления и высокой температуры.Он также действует как электрический насос, который облегчает поток хладагента через холодильник в замкнутой системе. Компрессор обычно расположен в нижней части задней стенки холодильника.

Конденсатор

Конденсатор или конденсаторные змеевики — это сеть труб, которые можно найти на задней стороне холодильника. Основная функция конденсатора — отвод внутреннего тепла холодильника, как и радиатор. Он называется конденсатором, потому что отвод тепла достигается за счет конденсации хладагента из пара в жидкое состояние внутри конденсирующих змеевиков.Тепло выделяется, когда температура падает до температуры конденсации.

Термостатический расширительный клапан

Термостатический расширительный клапан действует как регулятор, регулирующий поток жидкого хладагента в испаритель. Термостат (компонент регулирующего устройства, который измеряет температуру и соответственно выдает выходной сигнал) управляет процессом охлаждения, включая и выключая компрессор. Когда датчик определяет, что в холодильнике достаточно холодно, он выключает компрессор.Если он обнаруживает слишком много тепла, он включает компрессор и снова начинает процесс охлаждения. Это причина, по которой мы регулярно слышим жужжание, исходящее из холодильника.

Испаритель

Это часть холодильной системы, которая осуществляет охлаждение внутри холодильника. Его функция заключается в поглощении тепла в систему охлаждения изнутри, которое затем излучается из системы через конденсатор. Испарительные змеевики находятся внутри холодильника, куда мы кладем наши продукты.Хладагент впускается в эти змеевики с помощью термостатического расширительного клапана.

Приемник

Ресивер, или ресивер жидкости, как его обычно называют, представляет собой сосуд высокого давления, предназначенный для хранения жидкого хладагента. Функция ресивера — хранить жидкий хладагент и обеспечивать непрерывный поток хладагента к расширительному устройству. Ресивер имеет впускные и выпускные патрубки, а также резьбовой патрубок для установки устройства сброса избыточного давления.Основное назначение ресивера — действовать как буфер для охлаждающей жидкости во время цикла охлаждения.

Принцип работы холодильника

Основным принципом работы холодильника является второй закон термодинамики; более конкретно, утверждение Клаузиуса о втором законе термодинамики, которое гласит: «Тепло никогда не может перейти от более холодного тела к более теплому без каких-либо других связанных с этим изменений, происходящих в то же время.Это утверждение можно понять следующим образом: для передачи тепла из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой необходимо произвести механическую работу с системой. Это очевидно в холодильнике, поскольку тепло течет из холодной среды (внутри холодильника) в горячую среду (вне холодильника), но только под воздействием внешнего агента, то есть холодильной системы. Другими словами, охлаждение — это обратная операция теплового двигателя. Тепловой двигатель забирает тепло от горячего тела, преобразует его часть в механическую работу, а остальное отбрасывает в более холодную среду.Напротив, в холодильнике используется механическая работа для передачи тепла из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой. Эта периодическая подача тепла известна как цикл охлаждения или цикл охлаждения с компрессией пара. Обсудим, как этот процесс протекает в холодильнике.

Цикл охлаждения

В этом цикле летучий хладагент перекачивается через охлаждающие змеевики испарителя во внутреннее отделение холодильника.Внутри этих змеевиков хладагент испаряется из-за скрытого тепла, обеспечиваемого продуктами питания. Эта скрытая теплота вызывает изменение фазы жидкого хладагента с жидкого на парообразное, в результате чего температура внутри холодильника падает. Эти пары затем поступают в компрессор с электрическим приводом, который повышает температуру этих паров, изменяя их давление с низкого на высокое. Эти высокотемпературные пары и пары высокого давления затем проходят в змеевик конденсатора, где они снова претерпевают фазовый переход от пара к жидкости в процессе сжижения.За счет этого второго изменения фазы тепло передается во внешнюю среду. Затем жидкий хладагент поступает в резервуар для хранения, называемый ресивером или резервуаром для жидкости, прежде чем окончательно пройти через расширительный клапан, который снижает его давление перед началом другого цикла. Этот цикл повторяется снова и снова, пока температура не достигнет желаемого значения (около 2-4 ° C в камере для пищевых продуктов домашнего холодильника и <0-1 ° C в морозильной камере).