Принцип работы холодильной установки: Схема и описание работы холодильной установки. Холодильное оборудование в промышленности Принцип работы холодильной установки простыми словами

Содержание

Принцип работы холодильной машины | Компания ТехКолд

В описании работы холодильной машины важно понять несколько моментов. Один из них — работа водоохладителя. Она строится по принципу отнятия энергии у жидкости, причем, это не обязательно должна быть вода — это может быть также и другая жидкость, обладающая тепловой энергией. Эту функцию выполняет охладительная установка, именуемая иначе чиллером.

В процессе охлаждения воды энергия, которую вода отдает, уходит в другую форму, переносится при помощи охладительной установки.

Холодильный контур имеет простой принцип работы. Для начала нужно уяснить, что если тело нагревают, значит, ему сообщают некое количество энергии, тепловой энергии, а если тело охлаждают, значит, энергию у него отнимают различными способами. В основе работы холодильной машины как раз и лежит подобный принцип, все холодильные установки работают согласно ему. Хладагенты в машинах охлаждения выполняют роль переносчика тепла. Они закипают при температурах ниже нуля, а также давлении в одну атмосферу и температуре в 20 С.

В охладительной установке важную роль играет только три компонента: конденсатор, испаритель и компрессор. Для человека, далекого от физики, но желающего при обрести морозилку или другое устройство с аналогичными функциями, достаточно знать, как работают эти три ключевых устройства. Этого будет достаточно. Испаритель пропускает воду, далее из-за разностей температур хладагент закипает, переходит в состояние газа, поступает в компрессор. В компрессоре происходит такой процесс, как сжатие хладагента. Из-за сжатия его температура становится равной примерно 90 С. Далее там же, в компрессоре, холодным воздухом обдувается конденсатор, чтобы хладагент охладился. Зная принцип работы техники, можно будет вполне ясно представить, о какой проблеме говорит мастер из сервиса, и не обманывает ли фирма-ремонтник, выдавая обычную неисправность за слишком сложную проблему, требующую дополнительных вложений.

Покупайте пленки для тонировки по выгодной цене на сайте johnson.su . Осуществляется продажа оптом и в розницу.


Принцип работы АБХМ BROAD

04.01.2014

Принцип работы аммиачной холодильной установки

    ПРИНЦИП РАБОТЫ АММИАЧНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ [c.280]

    ПРИНЦИП РАБОТЫ аммиачной ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 281 [c.281]

    Абсорбционные холодильные установки работают на бинарной смеси вода—аммиак. Вода является абсорбентом, а холодильным агентом — аммиак. Принцип работы машины заключается в том, что из водного раствора выпаривается газообразный аммиак, концентрируется, высушивается, затем конденсируется и поступает в испаритель. Оттуда пары аммиака поступают на укрепление водно-аммиачного раствора. На этом цикл заканчивается. 

[c.298]


    Чаще всего разделение ведут при 30—40 кгс/см (3—4 МПа), что для отделения метано-водородной фракции требует температуры —100 °С. Она создается этиленовым холодильным циклом, который может работать лишь при наличии пропиленового (реже аммиачного) холодильного цикла. Пропилен при сжатии и охлаждении водой способен конденсироваться, и при дросселировании до разных давлений может создать температуру от О до —40°С. При такой температуре конденсируют компримированный этилен, за счет чего при дросселировании до разных давлений создается температура от —60 до —100 °С. Ввиду высокой стоимости создания такого холода на современных установках применяют разнообразные. меры по его экономии. Прежде всего, утилизируют холод и давление получаемых фракций за счет их дросселирования, де-тандирования, использования принципа теплового насоса и т. д. Широко применяют также ступенчатое охлаждение агентами с разным градиентом температур, в том числе и для создания флегмы в так называемых разрезных ректификационных колоннах, разделенных на две или более части со своими дефлегматорами, из которых только верхний работает при наиболее низкой температуре.
Применяют раздельный ввод газа и конденсата по высоте колонн в места, соответствующие их составу, и т. д. Все это позволило снизить затраты энергии на разделение газа и вместе с усовершенствованиями в стадии пиролиза и укрупнением установок существенно удешевить получаемые фракции олефинов. [c.59]

    Аммиачная двухступенчатая холодильная установка с воздухоохладителями непосредственного охлаждения и испарителями охлаждения рассола для рыболовкого траулера БМРТ (лист 65) состоит из системы непосредственного кипения хладагента в батареях 13 и 15 при температуре —40° С и системы рассольного охлаждения трюмов при температуре кипения в испарителях —33° С. Принцип работы установки аналогичен описанному выше. Используются компрессоры марки ДАУ80. 

[c.27]

    При обслуживании аммиачных компрессорных установок необходимо выполнять Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов , а также требования Правил и норм техники безопасности и промсани-тарии для проектирования и эксплуатации холодильных станций в химических производствах . Обслуживание аммиачных компрессоров отличается от обслуживания других газовых компрессоров. Это объясняется особенностями их конструкции и принципа действия. Пуск компрессора после произведенного ремонта (самого компрессора, аппарата, трубопровода), также после длительного отключения (кроме резервного) необходимо производить только с письменного разрешения начальника установки или лица, заменяющего его. Перед пуском компрессора обслуживающему персоналу необходимо сдренировать скопившийся жидкий аммиак через вентили на всасывающем трубопроводе. Во время пуска и работы компрессора не допускается попадание жидкого аммиака в цилиндры, так как это может привести к гидравлическим ударам и разрушению цилиндров компрессора и других деталей. При нормальной работе компрессора температура всасываемого аммиака должна быть на несколько градусов выше температуры его кипения при давлении всасывания. Для предупреждения повышения давления в конденсаторах, испарителях, аккумуляторах и технологических аппаратах с непосредственным охлаждением пары аммиака следует выпускать через предохранительные клапаны в закрытую систему.

[c.30]



Холодильная централь | АквилонСтройМонтаж

Холодильная централь представляет собой многокомпрессорный холодильный агрегат, зафиксированный на единой жесткой раме. Такие конструкции достаточно распространены и часто применяются в системах холодоснабжения.


Нажмите на картинку, чтобы увеличить ее.

Область применения

В состав централи может входить только четное количество компрессоров – их может быть 2, 4, 6, 8 или 10. То есть, это установка, объединяющая в себе несколько компрессоров. Они могут быть полугерметичными или герметичными, но всегда размещаются параллельно друг другу на одной раме и соединяются сложной системой трубопроводов и некоторых вспомогательных элементов. Управление ими осуществляется по определенному алгоритму при помощи микропроцессоров.

5 причин приобрести Холодильные установки у Компании АквилонСтройМонтаж

 

  1. Широчайших модельный ряд

 

  1. Возможность изготовления нестандартных холодильных установок

 

  1. Гибкая ценовая политика

 

  1. Инновационные решения в управлении холодильными агрегатами

 

  1. Энергосберегающие технологические принципы

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

Холодильная централь имеет достаточно широкую область применения. Оборудование этого типа можно встретить на предприятиях пищевой, фармацевтической, химической, перерабатывающей промышленности. Иногда они используются в крупных зданиях в составе систем кондиционирования воздуха.

Преимущества

По сравнению с обычной установкой, имеющей в составе всего один компрессор, централи имеют несколько важных преимуществ:

  • Примерно на четверть сокращаются расходы на электроэнергию благодаря проведению точных расчетов термических нагрузок.
  • Резиновые амортизаторы, предусмотренные в конструкции, снижают уровень вибрации и шума.
  • Монтаж проводится быстро с участием небольшой бригады.
  • Централи максимально автоматизированы, поэтому участия обслуживающего персонала практически не требуется.
  • Очень просты в эксплуатации – за счет отключения одного или нескольких компрессоров можно регулировать производительность установки.
  • Надежны – в случае выхода из строя одного из компрессоров работа установки не будет остановлена. Она продолжит функционировать в прежнем режиме, но чуть с меньшей производительностью.
  • Не повышает температуру воздуха в производственных помещениях.

Холодильная централь – принцип работы

Станция центрального холодоснабжения имеет достаточно простой принцип работы, характеризующийся круговоротом хладона в системе.

  1. В испарителе при низкой температуре и давлении кипит хладон.
  2. Образующиеся в процессе этого пары перемещаются в теплообменник и фильтр.
  3. Далее пары отсасываются компрессором и нагнетаются конденсатором, приводя к росту показателей давления и температуры.
  4. В конденсаторе пары переходят в жидкое состояние.
  5. Собираясь в ресивере, она снова попадают в фильтр и теплообменник.
  6. После очищения хладона происходит его распыление и перемещение в испаритель.

После этого цикл повторяется.

Разновидности холодильных централей

Главное отличие моделей состоит в количестве ступеней регулирования. Чем больше ступеней, тем более совершенной можно назвать централь, так как это дает возможность создания разных температурных режимов для определенных групп оборудования. Эта схема приводит к ощутимой экономии средств, потраченных на охлаждение объекта. Холодильная централь может быть низкотемпературной и среднетемпературной. Первые обеспечивают минусовую, а вторые плюсовую температуру.

Приобрести централи разных конструктивных исполнений можно в компании «АквилонСтройМонтаж». По вашей заявке инженерами будет разработана установка нужной производительности и других технических характеристик. Мы гарантируем вам безупречное качество, умеренные расценки и оперативность выполнения всех необходимых работ. 

Каков принцип работы конденсатора?_Anhui Garments Imp&Exp co.,ltd

Информационная динамика

Принцип работы конденсатора заключается в том, что газ проходит через длинную трубку (обычно свернутую в соленоид) и отдает тепло окружающему воздуху. Такие металлы, как медь, обладают высокой теплопроводностью и часто используются для транспортировки пара.Чтобы повысить эффективность конденсатора, к трубопроводу часто добавляют радиаторы с отличными характеристиками теплопроводности, чтобы увеличить площадь рассеивания тепла для ускорения рассеивания тепла, а конвекция воздуха ускоряется через вентилятор для отвода тепла.
Принцип охлаждения общей холодильной машины заключается в том, что компрессор сжимает рабочее вещество из газа низкой температуры и низкого давления в газ высокой температуры и высокого давления, затем конденсируется в жидкость средней температуры и высокого давления через конденсатор.После дросселирования дроссельной заслонкой она становится жидкостью с низкой температурой и низким давлением. В испаритель подается жидкое низкотемпературное и низконапорное жидкое рабочее вещество, которое поглощает теплоту и испаряется в низкотемпературный и низконапорный пар, который снова подается в компрессор, завершая цикл охлаждения.

Одноступенчатая холодильная система с компрессией пара состоит из четырех основных компонентов: холодильного компрессора, конденсатора, дроссельной заслонки и испарителя.Они, в свою очередь, соединены трубами, образуя замкнутую систему. Хладагент непрерывно циркулирует в системе, меняет свое состояние и обменивается теплом с внешним миром.

  • Предыдущий:Принцип работы компрессора
  • Next:Подробный анализ принципа работы хладагента для кондиционирования воздуха

Как работает коммерческое охлаждение?

20 июля 2015 г.

Появление холодильников позволило предприятиям и домовладельцам хранить продукты и напитки в течение длительного периода времени без порчи.Коммерческое холодильное оборудование сохраняет как готовые продукты, так и их ингредиенты холодными, отводя тепло в целях удобства и безопасности. Отвод тепла на протяжении многих лет осуществлялся различными способами; продолжайте читать, чтобы узнать, как работают современные коммерческие холодильные системы.

Процесс охлаждения

Все системы охлаждения работают по принципу, называемому вторым законом термодинамики. Этот принцип гласит, что когда два объекта с разной температурой сближены, тепло всегда будет передаваться от более теплого объекта к более холодному.Используя этот принцип, коммерческие холодильные системы используют раствор хладагента для передачи тепла от пищи внутри холодильной установки к хладагенту. Растворы хладагентов подчиняются второму физическому принципу, согласно которому газы охлаждаются при расширении и нагреваются при сжатии. При циклическом прохождении через систему охлаждения хладагент подвергается ряду изменений давления, чтобы повысить эффективность и скорость, с которой он отводит тепло из охлаждаемого пространства, чтобы поддерживать его в холодном состоянии.

Хладагент

Хладагент является ключом к успеху современных коммерческих холодильных систем. В прошлом фреон был наиболее распространенным хладагентом как в кондиционерах, так и в холодильниках. Однако было обнаружено, что фреон повреждает озоновый слой Земли, вызывая увеличение солнечной радиации, достигающей поверхности планеты, и изменения глобального климата. В настоящее время использование фреона в Соединенных Штатах постепенно прекращается, в то время как его место занимают другие хладагенты, такие как тетрафторэтан, для постоянного повышения эффективности и экологичности современных холодильных систем.

Компания B & J Refrigeration специализируется на коммерческом охлаждении. Мы можем помочь вам со всеми вашими потребностями в охлаждении и кондиционировании воздуха для большего комфорта, удобства и экономии энергии в Тусоне. Вы можете связаться с нами сегодня, позвонив по телефону (520) 308-6722 или зайдя на наш веб-сайт, чтобы ознакомиться с нашими услугами и онлайн-блогом.

Охлаждение — Энциклопедия Нового Света

Бытовой холодильник с открытой дверцей.

Охлаждение представляет собой процесс отвода тепла из замкнутого пространства или вещества и отвода его в другом месте с основной целью снижения температуры помещения или вещества и последующего поддержания этой более низкой температуры.Термин «охлаждение» обычно относится к любому естественному или искусственному процессу, посредством которого рассеивается тепло. Область исследований, занимающаяся искусственным созданием экстремально низких температур, называется криогеникой .

Холод — это отсутствие тепла, поэтому для понижения температуры «отбирают тепло», а не «добавляют холод». Чтобы удовлетворить второму закону термодинамики, при отводе тепла должна выполняться определенная работа. Эта работа традиционно представляет собой механическую работу, но ее также можно выполнять с помощью магнетизма, лазера или других средств.

Исторические приложения

Сбор льда

Использование льда для охлаждения и сохранения продуктов восходит к доисторическим временам. [1] На протяжении веков сезонный сбор снега и льда был обычной практикой большинства древних культур: китайцев, евреев, греков, римлян, персов. Лед и снег хранились в пещерах или землянках, выстланных соломой или другими изоляционными материалами. Персы хранили лед в ямах, называемых яхчалами. Нормирование льда позволило сохранить продукты в теплое время года.Эта практика хорошо работала на протяжении веков, а ледники использовались и в двадцатом веке.

В шестнадцатом веке открытие химического охлаждения было одним из первых шагов к искусственным средствам охлаждения. Нитрат натрия или нитрат калия при добавлении в воду понижал температуру воды и создавал своего рода охлаждающую ванну для охлаждения веществ. В Италии такой раствор использовали для охлаждения вина. [2]

В первой половине девятнадцатого века сбор льда в Америке стал крупным бизнесом.Житель Новой Англии Фредерик Тюдор, который стал известен как «Ледяной король», работал над разработкой более качественных изоляционных материалов для транспортировки льда на большие расстояния, особенно в тропики.

Первые холодильные системы

Первый известный метод искусственного охлаждения был продемонстрирован Уильямом Калленом в Университете Глазго в Шотландии в 1756 году. Каллен использовал насос для создания частичного вакуума над контейнером с диэтиловым эфиром, который затем кипел, поглощая тепло из окружающего воздуха.Эксперимент даже создал небольшое количество льда, но практического применения в то время не имел.

В 1805 году американский изобретатель Оливер Эванс спроектировал, но так и не построил холодильную систему, основанную на парокомпрессионном холодильном цикле, а не на химических растворах или летучих жидкостях, таких как этиловый эфир.

В 1820 году британский ученый Майкл Фарадей сжижал аммиак и другие газы, используя высокое давление и низкие температуры.

Американец Джейкоб Перкинс, проживающий в Великобритании, получил первый патент на парокомпрессионную холодильную систему в 1834 году.Перкинс построил прототип системы, и он действительно работал, хотя и не имел коммерческого успеха. [3]

В 1842 году американский врач Джон Горри разработал первую систему охлаждения воды для производства льда. Он также задумал использовать свою систему охлаждения для охлаждения воздуха в домах и больницах (т. е. для кондиционирования воздуха). Его система сжимала воздух, а затем частично охлаждала горячий сжатый воздух водой, прежде чем позволить ему расшириться, выполняя часть работы, необходимой для привода воздушного компрессора.Это изоэнтропическое расширение охладило воздух до температуры, достаточно низкой, чтобы заморозить воду и произвести лед, или чтобы течь «по трубе для охлаждения в противном случае», как указано в его патенте, выданном Патентным бюро США в 1851 году. [4] Горри построил рабочий прототип, но его система потерпела неудачу с коммерческой точки зрения.

Александр Твининг начал экспериментировать с парокомпрессионным охлаждением в 1848 году и получил патенты в 1850 и 1853 годах. Ему приписывают начало коммерческого охлаждения в Соединенных Штатах к 1856 году.

Dunedin , первый коммерчески успешный рефрижератор.

Тем временем Джеймс Харрисон, родившийся в Шотландии и впоследствии эмигрировавший в Австралию, начал эксплуатацию механической машины для производства льда в 1851 году на берегу реки Барвон в Роки-Пойнт в Джилонге. Его первая коммерческая машина для производства льда последовала в 1854 году, а в 1855 году был выдан патент на компрессионную охлаждающую систему на основе эфира и жидкости. в операции.

Австралийские, аргентинские и американские концерны экспериментировали с рефрижераторными перевозками в середине 1870-х годов, первый коммерческий успех пришел, когда Уильям Солтау Дэвидсон установил компрессионную холодильную установку на новозеландское судно Dunedin в 1882 году, что привело к мясному и молочному буму в Австралии и Южной Америки.

Первая газоабсорбционная холодильная система с использованием газообразного аммиака, растворенного в воде (так называемая «аммиачная вода»), была разработана Фердинандом Карре из Франции в 1859 году и запатентована в 1860 году. Из-за токсичности аммиака такие системы не разрабатывались для использования в домашних условиях, а использовались для производства льда на продажу. В Соединенных Штатах потребители в то время все еще использовали ящики для льда со льдом, доставленным от коммерческих поставщиков, многие из которых все еще собирали лед и хранили его в леднике.

Таддеус Лоу, американский воздухоплаватель времен Гражданской войны, много лет экспериментировал со свойствами газов. Одним из его основных предприятий было крупносерийное производство газообразного водорода.Он также получил несколько патентов на машины для производства льда. Его «Компрессионный льдогенератор» произвел революцию в индустрии холодильных камер. В 1869 году он и другие инвесторы приобрели старый пароход, на который погрузили одну из холодильных установок Лоу и начали доставлять свежие фрукты из Нью-Йорка на побережье Мексиканского залива, а также свежее мясо из Галвестона, штат Техас, обратно в Нью-Йорк. Из-за отсутствия у Лоу знаний о судоходстве бизнес обернулся дорогостоящим провалом, и публике было трудно привыкнуть к мысли о возможности потреблять мясо, которое так долго не выпускалось из упаковочного цеха.

Бытовые механические холодильники стали доступны в США примерно в 1911 году. [5]

Широкое коммерческое использование

К 1870-м годам пивоварни стали крупнейшими пользователями коммерческих холодильных установок, хотя некоторые из них все еще полагались на собранный лед. Хотя на рубеже двадцатого века промышленность по сбору льда значительно выросла, загрязнение и сточные воды начали проникать в естественный лед, что сделало его проблемой в пригородах мегаполисов. Со временем пивоварни начали жаловаться на испорченный лед.Это повысило спрос на более современные и готовые к использованию холодильные машины и машины для производства льда. В 1895 году немецкий инженер Карл фон Линде разработал крупномасштабный процесс производства жидкого воздуха и, в конечном итоге, жидкого кислорода для использования в безопасных бытовых холодильниках.

Вагоны-рефрижераторы были введены в США в 1840-х годах для краткосрочной перевозки молочных продуктов. В 1867 году Дж. Б. Сазерленд из Детройта, штат Мичиган, запатентовал автомобиль-рефрижератор с резервуарами для льда на обоих концах автомобиля и вентиляционными створками у пола, которые создавали гравитационную тягу холодного воздуха через автомобиль.

К 1900 году мясоперерабатывающие предприятия Чикаго перешли на коммерческое охлаждение с аммиачным циклом. К 1914 году почти везде использовалось искусственное охлаждение. Крупные упаковщики мяса «Армор», «Свифт» и «Уилсон» приобрели самые дорогие агрегаты, которые они установили в вагонах поездов, в филиалах и на складах в более отдаленных районах распределения.

Только в середине двадцатого века холодильные установки были разработаны для установки на тягачи с прицепом (грузовые или грузовые автомобили).Рефрижераторы используются для перевозки скоропортящихся продуктов, таких как замороженные продукты, фрукты и овощи, а также чувствительные к температуре химические вещества. Большинство современных холодильников поддерживают температуру от -40 до +20 °C и имеют максимальную полезную нагрузку около 24 000 кг. общий вес (в Европе).

Домашнее и потребительское использование

С изобретением синтетических холодильников, основанных в основном на хлорфторуглероде (ХФУ), стали возможны более безопасные холодильники для домашнего и потребительского использования. Фреон является товарным знаком корпорации DuPont и относится к хладагентам CFC, а затем к гидрохлорфторуглеродам (HCFC) и гидрофторуглеродам (HFC).

Разработанные в конце 1920-х годов, эти хладагенты в то время считались менее вредными, чем обычно используемые хладагенты того времени, включая метилформиат, аммиак, метилхлорид и диоксид серы. Намерение состояло в том, чтобы предоставить холодильное оборудование для домашнего использования, не подвергая опасности жизнь жильцов. Эти хлорфторуглеродные хладагенты отвечают этой потребности.

Монреальский протокол

С 1989 года хладагенты на основе CFC были запрещены Монреальским протоколом из-за негативного воздействия, которое они оказывают на озоновый слой. Монреальский протокол был ратифицирован большинством стран-производителей и потребителей ХФУ в Монреале, Квебек, Канада, в сентябре 1987 года. Гринпис возражал против ратификации, потому что вместо этого Монреальский протокол ратифицировал использование холодильного оборудования с ГФУ, которое не разрушает озоновый слой, но все же оказывает сильное влияние на глобальное потепление. газы. В поисках альтернативы бытовому охлаждению компания dkk Scharfenstein (Германия) в 1992 году при содействии Гринпис разработала холодильник на основе пропана, а также холодильник без ГФУ.

Принципы Монреальского протокола были введены в действие в Соединенных Штатах посредством Закона о чистом воздухе в августе 1988 года. В Закон о чистом воздухе были внесены дополнительные поправки в 1990 году. Rowland-Molina [6] , в котором подробно описывается, как хлор в хладагентах CFC и HCFC неблагоприятно влияет на озоновый слой. Этот отчет побудил FDA и EPA запретить использование хлорфторуглеродов в качестве пропеллента в 1978 году (в то время 50 процентов использования хлорфторуглеродов приходилось на аэрозольные баллончики).

  • В январе 1992 года EPA потребовало, чтобы хладагент извлекался из всех автомобильных систем кондиционирования воздуха во время обслуживания системы.
  • В июле 1992 года Агентство по охране окружающей среды объявило незаконным выпуск хладагентов CFC и HCFC.
  • В июне 1993 года Агентство по охране окружающей среды потребовало, чтобы крупные утечки в холодильных системах были устранены в течение 30 дней. Крупная утечка определялась как интенсивность утечки, которая равнялась бы 35 % от общего количества хладагента, заправленного в систему (для промышленных и коммерческих систем хладагента), или 15 % от общего количества хладагента, заправленного в систему (для всех других крупных систем хладагента). , если бы эта утечка продолжалась целый год.
  • В июле 1993 года Агентство по охране окружающей среды ввело Требования к безопасной утилизации, требующие, чтобы все системы хладагента были эвакуированы до вывода из эксплуатации или утилизации (независимо от размера системы), и возлагая ответственность на последнего человека в цепочке утилизации. чтобы обеспечить надлежащий захват хладагента.
  • В августе 1993 года EPA ввело требования по утилизации хладагентов. Если хладагент должен сменить владельца, он должен быть обработан и протестирован на соответствие требованиям стандарта 700-1993 Американского института холода (ARI) (теперь стандарт ARI 700-1995) к чистоте хладагента.
  • В ноябре 1993 года EPA потребовало, чтобы все оборудование для регенерации хладагента соответствовало стандартам ARI 740-1993.
  • В ноябре 1995 года Агентство по охране окружающей среды также ограничило выпуск хладагентов ГФУ. Они не содержат хлора, который может повредить озоновый слой (и, таким образом, имеют нулевой ОРП (потенциал разрушения озонового слоя), но все же обладают высоким потенциалом глобального потепления.
  • В декабре 1995 года импорт и производство хладагентов CFC в США.С. был запрещен.

В настоящее время планируется запретить весь импорт и производство хладагентов ГХФУ в 2030 году, хотя это, вероятно, будет ускорено.

Текущие области применения холодильного оборудования

Вероятно, наиболее широко используемыми современными приложениями охлаждения являются кондиционирование воздуха в частных домах и общественных зданиях, а также охлаждение пищевых продуктов в домах, ресторанах и больших складских помещениях. Использование холодильников на наших кухнях для хранения фруктов и овощей позволило нам добавлять в рацион свежие салаты круглый год и безопасно хранить рыбу и мясо в течение длительного времени.

В торговле и производстве холодильное оборудование используется во многих сферах. Охлаждение используется для сжижения таких газов, как кислород, азот, пропан и метан, например. При очистке сжатого воздуха он используется для конденсации водяного пара из сжатого воздуха для снижения его влажности. На нефтеперерабатывающих, химических и нефтехимических заводах охлаждение используется для поддержания определенных процессов при необходимых для них низких температурах (например, при алкилировании бутенов и бутана с получением высокооктанового компонента бензина). Металлисты используют охлаждение для закалки стали и столовых приборов. При транспортировке пищевых продуктов и других материалов, чувствительных к температуре, грузовиками, поездами, самолетами и морскими судами необходимо охлаждение.

Молочные продукты постоянно нуждаются в охлаждении, и только в последние несколько десятилетий было обнаружено, что яйца необходимо охлаждать во время транспортировки, а не ждать, пока их охладит после доставки в продуктовый магазин. Мясо, птица и рыба перед продажей должны храниться в климат-контроле.Охлаждение также помогает дольше сохранять фрукты и овощи съедобными.

Одним из наиболее влиятельных применений охлаждения было развитие индустрии суши/сашими в Японии. До открытия холодильников многие ценители суши страдали от высокой заболеваемости и смертности от таких заболеваний, как гепатит А. Однако опасность сашими без охлаждения не выявлялась в течение десятилетий из-за отсутствия исследований и распространения медицинских услуг в сельской Японии. Примерно в середине века корпорация Zojirushi, базирующаяся в Киото, совершила прорыв в конструкции холодильников, сделав холодильники более дешевыми и доступными для владельцев ресторанов и широкой публики.

Методы охлаждения

Методы охлаждения можно классифицировать как нециклические, циклические и термоэлектрические.

Нециклическое охлаждение

В этих методах охлаждение может осуществляться путем таяния льда или сублимации сухого льда. Эти методы используются для мелкомасштабного охлаждения, например, в лабораториях и мастерских, или в переносных холодильниках.

Лед своей эффективностью в качестве охлаждающего агента обязан своей постоянной температуре плавления 0 °C (32 °F).Чтобы растаять, лед должен поглотить 333,55 кДж/кг (около 144 БТЕ/фунт) тепла. Продукты, хранящиеся при этой температуре или чуть выше, имеют увеличенный срок хранения. Твердый углекислый газ, известный как сухой лед, также используется в качестве хладагента. Не имея жидкой фазы при нормальном атмосферном давлении, он прямо возгоняется из твердой фазы в паровую при температуре -78,5 ° C (-109,3 ° F). Сухой лед эффективен для поддержания продуктов при низких температурах в период сублимации.

Циклическое охлаждение

Он состоит из холодильного цикла, в котором тепло отводится из низкотемпературного пространства или источника и отводится в высокотемпературный поглотитель с помощью внешней работы, и обратного ему термодинамического энергетического цикла.В энергетическом цикле тепло подается от высокотемпературного источника к двигателю, часть тепла используется для производства работы, а остальная часть отводится в низкотемпературный сток. Это удовлетворяет второму закону термодинамики.

Холодильный цикл описывает изменения, происходящие в хладагенте, когда он попеременно поглощает и отдает тепло при циркуляции в холодильнике. Он также применяется к работе HVACR при описании «процесса» потока хладагента через блок HVACR, будь то блочная или сплит-система.

Тепло естественным образом переходит от горячего к холодному. Работа применяется для охлаждения жилого помещения или объема хранилища путем перекачки тепла из источника тепла с более низкой температурой в радиатор с более высокой температурой. Изоляция используется для уменьшения работы и энергии, необходимых для достижения и поддержания более низкой температуры в охлаждаемом помещении. Принцип действия холодильного цикла был математически описан Сади Карно в 1824 году как тепловой двигатель.

Наиболее распространенные типы холодильных систем используют парокомпрессионный холодильный цикл обратного Ренкина, хотя абсорбционные тепловые насосы используются в меньшинстве приложений.

Циклическое охлаждение можно классифицировать как:

  1. Паровой цикл и
  2. Газовый цикл

Паровой цикл охлаждения можно дополнительно классифицировать как:

  1. Парокомпрессионная холодильная установка
  2. Пароабсорбционное охлаждение
Парокомпрессионный цикл

Парокомпрессионный цикл используется в большинстве бытовых холодильников, а также во многих крупных коммерческих и промышленных холодильных системах. На рис. 1 представлена ​​схематическая диаграмма компонентов типичной парокомпрессионной холодильной системы.

Рисунок 1: Охлаждение с компрессией пара

Термодинамику цикла можно проанализировать на диаграмме [7] , как показано на рисунке 2. В этом цикле циркулирующий хладагент, такой как фреон, поступает в компрессор в виде пара. Из точки 1 в точку 2 пар сжимается при постоянной энтропии и выходит из компрессора перегретым. Из точки 2 в точку 3 и далее в точку 4 перегретый пар проходит через конденсатор, который сначала охлаждает и отводит перегрев, а затем конденсирует пар в жидкость, отводя дополнительное тепло при постоянном давлении и температуре.Между точками 4 и 5 жидкий хладагент проходит через расширительный клапан (также называемый дроссельным клапаном), где его давление резко падает, вызывая мгновенное испарение и самоохлаждение, как правило, менее половины жидкости.

Рисунок 2: Диаграмма температура–энтропия

В результате получается смесь жидкости и пара при более низкой температуре и давлении, как показано в точке 5. Затем холодная смесь жидкости и пара проходит через змеевик или трубы испарителя и полностью испаряется. путем охлаждения теплого воздуха (из охлаждаемого помещения), продуваемого вентилятором через змеевик или трубы испарителя.Образовавшийся пар хладагента возвращается на вход компрессора в точке 1 для завершения термодинамического цикла.

Приведенное выше обсуждение основано на идеальном парокомпрессионном холодильном цикле и не принимает во внимание реальные эффекты, такие как падение давления в системе из-за трения, небольшая термодинамическая необратимость во время сжатия паров хладагента или неидеальность газа. поведение (если есть).

Дополнительную информацию о конструкции и характеристиках парокомпрессионных холодильных систем можно найти в классическом «Справочнике инженера-химика Perry». [8]

Цикл абсорбции паров

В первые годы ХХ века был популярен и широко применялся пароабсорбционный цикл с использованием водно-аммиачных систем, но после развития парокомпрессионного цикла он потерял большую часть своего значения из-за низкого коэффициента полезного действия (около одна пятая часть цикла сжатия пара). В настоящее время цикл абсорбции пара используется только там, где имеется отработанное тепло, полученное от солнечных коллекторов, или где отсутствует электричество.

Цикл абсорбции аналогичен циклу сжатия, за исключением метода повышения давления паров хладагента. В абсорбционной системе компрессор заменен абсорбером, растворяющим хладагент в подходящей жидкости, жидкостным насосом, повышающим давление, и генератором, который при подводе тепла отводит пары хладагента из жидкости под высоким давлением. Жидкостному насосу требуется некоторая работа, но для данного количества хладагента она намного меньше, чем требуется компрессору в цикле сжатия пара.В абсорбционном холодильнике используется подходящая комбинация хладагента и абсорбента. Наиболее распространенными комбинациями являются аммиак (хладагент) и вода (абсорбент), а также вода (хладагент) и бромид лития (абсорбент).

Газовый цикл

Когда рабочей жидкостью является газ, который сжимается и расширяется, но не меняет фазы, цикл охлаждения называется газовым циклом . Рабочим телом чаще всего является воздух. Поскольку в газовом цикле не предусмотрены конденсация и испарение, компоненты, соответствующие конденсатору и испарителю в парокомпрессионном цикле, являются горячими и холодными теплообменниками газ-газ в газовых циклах.

Газовый цикл менее эффективен, чем парокомпрессионный цикл, поскольку газовый цикл работает по обратному циклу Брайтона, а не по обратному циклу Ренкина. Таким образом, рабочая жидкость не получает и не отдает тепло при постоянной температуре. В газовом цикле эффект охлаждения равен произведению удельной теплоемкости газа на повышение температуры газа в низкотемпературной части. Следовательно, при той же охлаждающей нагрузке цикл газового охлаждения потребует большого массового расхода и будет громоздким.

Из-за меньшей эффективности и больших размеров охладители с воздушным циклом в настоящее время редко используются в наземных охлаждающих устройствах. Однако машина с воздушным циклом очень распространена на реактивных самолетах с газотурбинным двигателем, потому что сжатый воздух легко доступен из компрессорных секций двигателей. Устройства охлаждения и вентиляции этих реактивных самолетов также служат для создания давления в самолете.

Термоэлектрическое охлаждение

Термоэлектрическое охлаждение использует эффект Пельтье для создания теплового потока между стыком двух различных типов материалов.Этот эффект обычно используется в кемпинговых и портативных холодильниках, а также для охлаждения электронных компонентов и небольших инструментов.

Магнитное охлаждение

Магнитное охлаждение или адиабатическое размагничивание — это технология охлаждения, основанная на магнитокалорическом эффекте, неотъемлемом свойстве магнитных твердых тел. Хладагентом часто является парамагнитная соль, такая как нитрат церия-магния. Активными магнитными диполями в этом случае являются электронные оболочки парамагнитных атомов.

Сильное магнитное поле воздействует на хладагент, заставляя его различные магнитные диполи выравниваться и переводя эти степени свободы хладагента в состояние пониженной энтропии. Затем радиатор поглощает тепло, выделяемое хладагентом из-за его потери энтропии. Затем тепловой контакт с радиатором разрывается, так что система изолируется, а магнитное поле отключается. Это увеличивает теплоемкость хладагента, тем самым снижая его температуру ниже температуры радиатора.

Поскольку лишь немногие материалы обладают требуемыми свойствами при комнатной температуре, до сих пор их применение ограничивалось криогеникой и исследованиями.

Другие методы

Другие методы охлаждения включают машину с воздушным циклом, используемую в самолетах; вихревая трубка, используемая для точечного охлаждения при наличии сжатого воздуха; и термоакустическое охлаждение с использованием звуковых волн в сжатом газе для управления теплопередачей и теплообменом.

Блок холодильный

Бытовые и коммерческие холодильники могут быть рассчитаны на охлаждение в кДж/с или БТЕ/ч.Коммерческие холодильники в США в основном оцениваются в тоннах холода, а в других странах — в кВт. Одна тонна холодильной мощности может заморозить одну короткую тонну воды при температуре 0 ° C (32 ° F) за 24 часа. Исходя из этого:

Скрытая теплота льда (т. е. теплота плавления) = 333,55 кДж/кг ≈ 144 БТЕ/фунт
Одна короткая тонна = 2000 фунтов
Отведенное тепло = (2000)(144)/24 часа = 288000 БТЕ/24 часа = 12000 БТЕ/час = 200 БТЕ/мин
1 тонна охлаждения = 200 БТЕ/мин = 3,517 кДж/с = 3.517 кВт [9]

Гораздо менее распространенное определение: 1 тонна холода — это скорость отвода тепла, необходимая для замораживания метрической тонны (т.е. 1000 кг) воды при 0 °C за 24 часа. Исходя из теплоты плавления 333,55 кДж/кг, 1 тонна холода = 13 898 кДж/ч = 3,861 кВт. Как видно, 1 тонна холодильного оборудования на 10% больше, чем 1 тонна холодильного оборудования.

Большинство бытовых кондиционеров имеют мощность от 1 до 5 тонн холода.

См. также

Примечания

  1. ↑ Хронология кондиционирования и охлаждения. ASHRAE.org . Проверено 4 августа 2008 г.
  2. ↑ Появление механического охлаждения меняет повседневную жизнь и национальную экономику во всем мире. Наука и ее времена: 1800–1899 гг. Проверено 4 августа 2008 г.
  3. ↑ Обри Ф. Берстолл, 1965. История машиностроения. (Кембридж, Массачусетс: The MIT Press. ISBN 026252001X).
  4. ↑ Улучшенный процесс искусственного производства льда. Патентное ведомство США, патент 8080, 1851. Проверено 4 августа 2008 г.
  5. Современные чудеса История холодильника. история.com . Проверено 4 августа 2008 г.
  6. ↑ Марио Дж. Молина и Ф. С. Роуленд. 1974. Стратосферный поглотитель хлорфторметанов: катализируемое атомами хлора разрушение озона. Природа 249:810-812, 28.
  7. ↑ Линда Мэннинг. 2001.Идеальный цикл сжатия пара. Университет Невады . Проверено 4 августа 2008 г.
  8. ↑ Р.Х. Перри и Д.У. Зеленый. 1984. Справочник инженеров-химиков Перри, , 6-е изд. (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ISBN McGraw Hill, Inc. 0070494797), с 12–27 по 12–38.
  9. ↑ Руководство по единицам СИ. НИСТ. Проверено 4 августа 2008 г.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Альтхаус, Эндрю Д., Карл Х. Тернквист и Альфред Ф.Браччано. 2003. Современное охлаждение и кондиционирование воздуха, 18-е издание. Тинли Парк, Иллинойс: Издательство Goodheart-Wilcox. ISBN 1590702808.
  • Андерсон, Оскар Эдвард. 1972. Холодильное оборудование в Америке: история новой технологии и ее влияние. Принстон, Нью-Джерси: Kennikat Press. ISBN 0804616213.
  • Burstall, Aubrey F. 1965. История машиностроения. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 026252001X.
  • Матур, М.Л., и Ф.С. Мехта. 1986. Термодинамика и теплоэнергетика: в единицах МКС и СИ. Нью-Дели: Джайн.
  • Молина, Марио Дж. и Ф. С. Роуленд. 1974. Стратосферный поглотитель хлорфторметанов: катализируемое атомами хлора разрушение озона. Природа 249:810-812, 28.
  • Перри Р.Х. и Д.В. Зеленый. 1984. Справочник инженеров-химиков Перри, , 6-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ISBN McGraw Hill, Inc. 0070494797.
  • Шахтман Том. 2000. Абсолютный ноль: и победа над холодом. Бостон, Массачусетс: ISBN Houghton Mifflin Co. 0618082395.
  • Стокер, В.Ф. и Дж.В. Джонс. 1982. Охлаждение и кондиционирование воздуха. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: издательство McGraw Hill. ISBN 9780070616196.
  • Вулрич, Уиллис Рэймонд. 1967. Люди, создавшие холод: история охлаждения. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Exposition Press.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 27 июля 2019 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Каков основной принцип работы холодильника и обычной холодильной установки?

Современный мир сложно представить без достижений научно-технического прогресса и развития цивилизации. Благодаря научным открытиям людям стали доступны разные виды энергии, приносящие пользу современному человечеству. Одним из таких революционных открытий стало изобретение холодильной установки в 1910 году французским физиком Марселем Одифреном.

Принцип работы холодильника основан на физическом явлении конденсации и испарения, которое выражается в следующем: тепловой насос холодильной установки переносит тепловую энергию из рабочей камеры наружу, где она охлаждается и рассеивается во внешнюю окружающая обстановка. Охлаждающий газ, которым является фреон, элегаз или аммиак, осуществляет обратный процесс, в результате которого образуется холод.

Для достижения высокой холодопроизводительности необходима большая площадь теплообменника нагрева и охлаждения, чтобы можно было создать высокое давление.В современных холодильных системах это не всегда удобно, поэтому здесь для достижения необходимого давления применяют компрессоры, сжимающие и перекачивающие пары хладагента, в результате чего повышается не только давление, но и температура хладагента. Таким образом, принцип работы холодильной системы основан на элементарных законах физики.

Холодильные компрессоры бывают следующих типов:

— винт;

— поршень;

— центробежного типа.

Последние являются наиболее эффективными и нашли широкое применение в современных промышленных холодильных установках. Кроме того, в любой холодильник и морозильник обязательно входит конденсатор, который предназначен для преобразования паров в жидкость за счет изменения температуры окружающей среды.

Вообще принцип холодильника используется не только для создания холодильников различного назначения, но и морозильных систем, так как регулируя давление в системе можно получить необходимую температуру внутренней среды камеры.При работе компрессора хладагент проходит под высоким давлением через специальные дроссельные отверстия и попадает в камеру испарителя, где в результате резкого снижения давления жидкость моментально превращается в пар. При этом физическом явлении хладагент в силу своих свойств отбирает тепло от стенок испарителя, в результате чего происходит постепенное охлаждение внутренней камеры холодильной системы.

Принцип работы холодильника используется уже 100 лет, и каждый год устанавливаются новые и совершенствующиеся установки.Одним из последних изобретений в этой области стало появление термоэлектрических холодильных установок, в которых используется принцип Пельтье. Эффект основан на появлении перепада температуры окружающей среды при протекании тока, в результате чего можно добиться снижения температуры внутренней среды холодильного помещения. Несмотря на то, что это свойство электрического тока этот ученый открыл довольно давно, до этого времени таких холодильных камер не было.Обычно они применялись в автомобильных охладителях, охладителях питьевой воды и сумках-холодильниках, однако из-за высокой стоимости термоэлектрических охлаждающих элементов до недавнего времени не были достаточно распространены.

Современный принцип работы холодильника позволит использовать промышленные холодильные и морозильные установки в пищевой промышленности, а также в холодильных камерах и складах. Трудно переоценить значение открытия второго начала термодинамики, так как без него невозможно было бы осуществлять всю деятельность современных предприятий пищевой промышленности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*