42. Поняття теплоти і холоду. Принцип роботи компресійної холодильної машини.

З фізики відомо, що поняття «холод» і «теплота» умовні, оскільки їх фізична природа однакова. Теплота - це один з видів енергії, який може бути перетворений в її інші види, і навпаки.

Теплота може переходити від однієї речовини (тела*) до іншого лише за наявності різниці температур між ними.Речовини знаходяться в одному з трьох (основних) фазових (агрегатних) станів - твердому, рідкому або газоподібному - залежно від навколишніх умов (тиск і температури) і можуть переходити з одного стану в інше при підводі або відведенні теплоти, що викликає зміну будови речовини.Тверда фаза - агрегатний стан речовини, що характеризується жорсткою молекулярною структурою.

Тверде тіло зберігає свою форму і розміри, практично не стискається.Рідка фаза - агрегатний стан речовини, молекули якої, що володіють більшою енергією, чим молекули твердого тіла, не так щільно сполучені один з одним. Це дозволяє їм легше долати сили взаємного тяжіння. Рідина практично не стискається, зберігає свій об’єм.

Найбільш характерна особливість рідини - текучість, завдяки якій вона приймає форму судини, в якій знаходиться.Газова або парова фаза - агрегатний стан речовини, молекули якої, що володіють більшою енергією, чим молекули рідини, не зв′язані силами взаємного тяжіння і рухаються вільно.

Газ легко стискається і заповнює весь об’єм судини, в якій знаходиться.* У фізиці під терміном «тіло». Розуміють будь-яку речовину незалежно від його агрегатного стану. У холодильній техніці зазвичай мають справу з речовинами в рідкому або газоподібному стані.Пара відрізняється від газу тим, що його стан ближче до рідкого стану. Газ - це сильно перегріта пара.

Машини, в яких для отримання холоду використовується процес кипіння рідини, називаються паровими холодильними машинами. Вони можуть працювати з витратою механічної енергії (компресійні холодильні машини) або з витратою теплоти (абсорбційні холодильні машини).

Найпростіша парова компресійна холодильна машина складається з чотирьох основних елементів, які забезпечують отримання холоду: компресора, конденсатора, дросельного пристрої (регулюючого вентиля) і випарника. При відсутності будь-якого з цих елементів цей процес неможливий.

Випарник - це апарат, в якому відбувається кіпі ¬ ня рідкого хладагента при низькій температурі за рахунок теплоти, що відводиться від охолоджуваного об'єкта (холодильної камери 5). Температура кипіння хладагента, як правило, на 10-12 ° С нижче температури повітря в охолоджуваному об'єкті.

Компресор відводить пар з випарника (усмоктувальна лінія), щоб підтримувати в останньому низький тиск, відповідне низькій температурі кипіння хладагента, і стискає пар до високого тиску (нагнітальна лінія), при якому він перетворюється в рідину після охолодження в конденсаторі.

Конденсатор забезпечує охолодження перегрітих стислих парів до температури конденсації і перетворення пари в Рідина при відведенні теплоти в охолоджуючу середу. Пар в конденсаторі може охолоджуватися повітрям (конденсатори з повітряним охолодженням) або водою (конденсатори з водяним охолодженням).

Дросельний пристрій забезпечує зниження тиску і температури хладагента шляхом створення необхідного опору між сторонами високого і низького тиску. Рідина з конденсатора, проходячи через цей пристрій, відразу потрапляє в область низького тиску, де частично википає при низькій температурі за рахунок теплоти, що виділяється в результаті роботи сил тертя. Холодна паро-рідинна суміш надходить у випарник і знову закипає, відбираючи теплоту від об'єкта (виробляючи охолодження).

Всі вузли холодильної машини з'єднані трубопроводами в замкнуту систему, заповнену холодоагентом. З випарника, розміщеного в об'єкті охолодження, компресор відсмоктує пари, які утворюються при кипінні рідкого хладагента, стискає їх до такого тиску, при якому температура конденсації парів буде вище температури навколишнього середовища, і потім нагнітає їх в конденсатор. Тут про ¬ виходить охолодження парів (зазвичай повітрям, рідше водою), і вони конденсуються, перетворюючись на рідину. Потім рідкий (гарячий) хладагент поступає в дросельний пристрій і продавлюється через його малий перетин, за рахунок чого різко падають його тиск і температура. Рідкий (холодний) хладагент знову надходить у випарник. Циркулюючи по замкненому контуру, хладагент поперемінно змінює свій агрегатний стан (рідина - пар), але завжди перед випарник набуває вихідні параметри.