Тема 15 *Установки, що працюють за зворотними циклами (стор. 348-359)

§1 Загальна характеристика холодильних установок

Охолодження тіл до температур нижче температури навколишнього середовища проводиться за допомогою установок, що працюють за зворотним циклом, і називаю-ться холодильними установками. У них відбувається виробництво холоду. У залеж-ності від температури, до якої охолоджуєть-ся робоче тіло в холодильних установках, розглядають такі їх типи:

• помірного холоду; охолоджу-ють до температур ;

• глибокого холоду; охоплюють зону температур до .

Останні використовуються під час скра-плення газів.

Робоче тіло, яке бере участь у перенесе-нні енергії у холодильних установках, на-зивається холодильним агентом. Холоди-льні установки по виду холодоагента поді-ляються на дві основні групи:

• газові, зокрема, повітряні; у них холодоагент повітря знаходиться в стані, далекому від лінії насичен-ня. У зв’язку з малим холодильним ефектом і великими габаритами окремих апаратів ці установки не отримали широкого використання.

• Парові, в яких у якості холодоаген-тів використовують пари різних ре-човин. Установки помірного холоду в свою чергу розподіляються на три групи:

  1. Парокомпресійні; вони мають механічний компресор, який вимагає витрати роботи ззов-ні;

  2. Пароежекторні; мають струй-ний компресор (ежектор), що працює під час витрати зовні-шньої теплоти пари і забезпе-чує підвищення тиску робочо-го тіла (пари);

  3. Абсорбційні; мають термохімі-чний компресор, в якому від-буваються термохімічні проце-си з витратою зовнішньої теп-лоти, що також призводить до підвищення тиску робочого ті-ла.

Парові холодильні установки, що мають велику надійність у роботі, отрима-ли найбільш широке розповсюдження.

§2 Цикл парової компресійної холодильної установки (стор. 354-357)

Найбільше розповсюдження ці установ-ки отримали для охолодження тіл до тем-ператури . У цих установках холоди-льним агентом є легко киплячі рідини, тоб-то, рідини, які киплять під час атмосферно-го тиску під час температури, приблизно рівної . До таких холодоагентів відно-сяться: вуглекислота , аміак , сір-чаний ангідрит і різні фріони, загаль-на формула фріона: – це фтор-хлорвуглеводень. У паровій компресійній холодильній установці холодоагент змінює свій агрегатний стан і переходить з газопо-дібного в рідинний, і навпаки.

Принципова схема такої холодильної установки.

1 – холодильна камера;

2 – компресор;

3 – конденсатор;

4 – дросельний клапан.

У компресор 2 надходить з випарника 1, як правило, волога насичена пара з ве-ликим ступенем сухості під час температу-ри, яка відповідає температурі приміщен-ня, що охолоджується.

Процес 4-1 – це випаровування холодо-агента у випарнику. Пара стискується адіа-батно у компресорі в процесі 1-2 до тиску, температура насичення якого дещо вища середньої температури, в якій знаходиться конденсатор (точка 2`). Стиснута пара по-падає в конденсатор, де конденсується в ізобарно-ізотермічному процесі 2-2`-3 і пе-реходить у рідину, тобто, в точці 3 має-мо киплячу рідину холодоагента під час тиску . Рідкий холодоагент з конденсатора надходить у дросельний клапан 4, де під-дається дроселюванню в процесі 3-4. Тиск і температура потоку після дроселювання знижуються, і рідина частково перетворює-ться у пару (точка 4). Далі волога насичена пара з низькою ступінню сухості попадає у випарник, де забирає теплоту від середови-ща, що охолоджується і рідина вологої на-сиченої пари випаровується до стану 1 під час температури (процес 4-1. Після цього цикл знову повторюється. У більшості холо-дильних установок між парою і приміщен-ням, що охолоджується, використовується проміжний холодильний агент – росол. У залежності від конденсації солі в росолі змінюється його температура замерзання. Росол надходить у приміщення, що охолод-жується. Цей цикл звичайно проходить в інтервалі температур . Ефектив-ність холодильного циклу визначається хо-лодильним коефіцієнтом, який позначаєть-ся літерою і являє собою відношення до .

,

де – це теплота, яка відбирається від приміщення, яке охолоджується;

– робота на виконання цього циклу.

; .