4.2.3. Пароэжекторные холодильные установки

Цикл пароэжекторной холодильной установки (рис. 7 и 8) также осуществляют за счет затраты тепловой, а не механической энергии.

Рис. 7. Принципиальная схема паро­эжекторной холодильной установки:

ХК - холодильная камера;

Э - эжектор;

КД - конденсатор;

РВ - редукционный вентиль;

Н - насос;

КА – котельный агрегат.

Рис. 8. Схема пароэжекторной холодильной установки

со смешивающим конденсатором.

При этом компенсирующим является самопроизвольный перенос теплоты от более нагретого тела к менее нагретому телу. В качестве рабочего тела может использоваться пар любой жидкости. Однако обычно используют самый дешевый и доступный хладагент - водяной пар при низких значениях давления и температуры.

Из котельной установки пар поступает в сопло эжектора Э. При истечении пара с большой скоростью в камере смешения за соплом создается разрежение, под действием которого в камеру смешения подсасывается хладагент из холодильной камеры ХК. В диффузоре эжектора скорость смеси уменьшается, а давление и температура растут. Затем паровая смесь поступает в конденсатор КД, где превращается в жидкость в результате отведения в окружающую среду теплоты q₁. В связи с многократным уменьшением удельного объема в процессе конденсации давление понижается до значения, при котором температура насыщения приблизительно равна 20 °С. Одна часть конденсата перекачивается насосом Н в котельный агрегат КА, а другая - подвергается дросселированию в вентиле РВ, в результате чего при понижении давления и температуры образуется влажный пар с небольшой степенью сухости. В теплообменнике-испарителе ХК этот пар подсушивается при постоянной температуре, отбирая теплоту q₂ у охлаждаемых предметов, а затем вновь поступает в паровой эжектор.

Поскольку затраты механической энергии на перекачивание жидкой фазы в абсорбционных и пароэжекторных холодильных установках крайне малы, ими пренебрегают, и эффективность таких установок оценивают коэффициентом теплоиспользования, представляющим собой отношение отбираемой от охлаждаемых предметов теплоты к теплоте, используемой для реализации циклов:

Для получения низких температур в результате переноса теплоты к «горячему» источнику принципиально могут использоваться и иные принципы. Например, температуру можно понижать в результате испарения воды. Этот принцип применяют в условиях жаркого и сухого климата в испарительных кондиционерах.

4.3. Бытовые и промышленные холодильники

Холодильник - устройство, поддерживающее низкую температуру в теп­лоизолированной камере. Обычно их применяют для хранения пищи и других предметов, требующих хранения в холодном месте.

На рис. 9 показана схема работы однокамерного холодильника, а на рис. 10 – назначение основных частей холодильника.

Рис. 9. Схема работы однокамерного холодильника.

Рис. 10. Назначение основных частей бытового холодильника.

Работа холодильника осно­вана на применении теплового насоса, переносящего теплоту из рабочей камеры холодильника наружу, где оно отдается внешней среде. В промышленных хо­лодильниках объём рабочей камеры может дости­гать десятков и сотен м³.

Холодильники бывают четырех типов: 1 – компрессионные; 2 – аб­сорбци­онные; 3 – термоэлектрические; 4 – с вихревыми охладителями.

Рис. 11. Схема работы холодильника: 1 – конденсатор;

2 – капилляр; 3 – испа­ритель; 4 – компрессор.

Рис. 12. Расположение основных частей холодильного агрегата бытового

холодильника: 1 – испаритель; 2 – конденсатор; 3 – фильтр-осушитель;

4 – капилляр и теплообменник; 5 – компрессор.

Основными частями холодильника являются (рис. 13):

1 - компрессор, получающий энергию от электрической сети;

2 - конденсатор, находящийся снаружи холодильника;

3 - испаритель, находящийся внутри холодильника;

4 - терморегулирующий расширительный вентиль (ТРВ), являющийся дросселирующим устройством;

5 - хладагент (циркулирующее в системе вещество с определёнными физичес­кими характеристиками - обычно им является фреон).

Холодильники бывают двух видов: среднетемпературные ка­меры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники. Морозильник – отдельное устройство или составная часть холодильника, предназначенный для замораживания и хранения продуктов питания. Температура в морозильнике составляет обычно −18 °C. Но в последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холо­дильники (рис. 14), включающие в себя оба компонента.

Рис. 13. Основные части холодильника и принцип его работы.

Рис. 14. Устройство двухкамерного компрессионного холодильника.