1.2. Способы охлаждения

7

Для получения холода используются безмашинные и машинные способы охлаждения. Безмашинные способы охлаждения основываются на плавлении, испарении, сублима-ции.

• безмашинных способах охлаждения используются готовые хладоносители (водный, эвтектический и сухой лед, сжиженные газы, воздух). Установки, работающие на гото-вых хладоносителях, просты по устройству и, следовательно, наиболее доступны, но они имеют существенные недостатки: полную зависимость от возможности и условий получения хладоносителей; большой объем грузовых работ, связанных с зарядкой хла-доносителями и поддержанием гигиены в охлаждаемых помещениях.

Недостатки, свойственные безмашинным способам охлаждения, отсутствуют у машин-ных способов, когда энергия (механическая, тепловая, электрическая) поступает извне. По виду затрачиваемой энергии холодильные машины подразделяются на компресси-онные, теплоиспользующие и термоэлектрические. Компрессионные машины исполь-зуют механическую энергию; теплоиспользующие — тепловую от источников теплоты, температура которых выше окружающей среды; термоэлектрические — электриче-скую.

При охлаждении в компрессионных и теплоиспользующих машинах теплота перено-сится в результате совершаемого рабочим телом — холодильным агентом (хладаген-том) обратного кругового процесса, а в термоэлектрических — при воздействии потока электронов на атомы вещества.

Охлаждение в термоэлектрических машинах основано на термоэлектрическом эффекте, известном как эффект Пельтье, заключающемся в том, что при пропускании постоян-ного электрического тока по замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных провод-ников или полупроводников, один из спаев нагревается (горячий спай), а другой охла-ждается (холодный спай). Для того чтобы холодный спай термоэлемента имел посто-янную низкую температуру и был источником холода, горячий спай нужно охлаждать.

• этом случае система представляет собой холодильный агрегат, в котором электриче-ский ток переносит энергию от холодного спая термоэлемента к горячему. Количество перенесенной энергии пропорционально силе тока в цепи термоэлемента. Изменение полярности электрического тока приводит к перемене мест холодного и горячего спаев. Основной показатель качества термоэлемента — коэффициент добротности (эффектив-ности вещества), определяющий максимальную разность температур горячего и холод-ного спаев. К достоинствам такого рода устройств можно отнести непосредственное использование электрической энергии для переноса теплоты без промежуточных ве-ществ и механизмов; бесшумность и автономность работы; компактность и простоту автоматизации и обслуживания. Однако они значительно дороже других холодильных машин.

• зависимости от вида рабочего тела (холодильного агента) холодильные машины, в основе принципа действия которых лежит обратный цикл Карно, подразделяют на па-ровые и газовые.

• испарителе паровой холодильной машины происходит испарение рабочего тела при переходе к нему теплоты от охлаждаемого объекта, а в конденсаторе — его конденса-ция при переходе теплоты от рабочего тела в окружающую среду (в воздух или воду).

• качестве рабочего тела в паровых холодильных машинах используют аммиак и хла-доны — фтористые и хлористые производные предельных углеводородов, в газовых — воздух.

• зависимости от способа подачи рабочего тела в конденсатор холодильные машины подразделяют на компрессионные, абсорбционные, сорбционные и пароэжекторные. В компрессионных холодильных машинах рабочий цикл совершается за счет механи-ческой работы компрессора, в абсорбционных, сорбционных и пароэжекторных — за счет затрат теплоты.

8

Для получения требуемых температур кипения и конденсации рабочего тела использу-ют одноступенчатые, многоступенчатые и каскадные паровые компрессионные маши-ны. Соответственно в одноступенчатых используют один, в многоступенчатых и кас-кадных — два компрессора и более, которые обеспечивают осуществление холодиль-ного цикла в каждой ступени машины. Для холодильной обработки и хранения пище-вых продуктов в охлаждаемых камерах используют преимущественно паровые ком-прессионные одно- и двухступенчатые холодильные машины.