Основы холодильной техники занятие 2

Тема: Простейшая паровая компрессионная холодильная машина

Задание

1 Составьте конспект по теме

2 Используя дополнительные источники информации (см. ниже)

ответьте письменно на контрольные вопросы

Холодильной машиной называется совокупность устройств, необходимых для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой среды при низкой температуре и передаче его окружающей среде при высокой температуре.

Существующие холодильные машины подразделяются на две группы: компрессорные: работающие с затратой механической энергии и адсорбционные — работающие с затратой тепловой энергии. Наибольшее применение во всех отраслях народного хозяйства имеют компрессорные холодильные машины.

Охлаждением называется отвод от тела теплоты, сопровождающийся понижением его температуры. В процессе охлаждения участвуют охлаждаемое и охлаждающее тело — рабочее вещество. Охлаждение, при котором температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей среды, называется естественным. Охлаждение тела ниже температуры окружающей среды называется искусственным. Для искусственного охлаждения используются безмашинные и машинные способы охлаждения.

Безмашинные способы охлаждения основываются на плавлении, испарении, сублимации, движении электронов в термоэлементах из полупроводников и др. и сопровождаются отводом теплоты из окружающей среды. Для получения непрерывного охлаждения необходимо, чтобы, отняв теплоту от охлаждаемой среды и изменив при этом свое агрегатное состояние, рабочее вещество вновь вернулось бы в первоначальное состояние. Для непрерывного охлаждения используется процесс кипения жидкости.

Машины, в которых для получения холода используется процесс кипения жидкости, называются паровыми холодильными машинами. Они могут работать с затратой механической энергии (компрессионные холодильные машины) или с затратой теплоты (абсорбционные холодильные машины).

Наиболее распространенным видом холодильных машин являются паровые компрессионные. В паровых холодильных машинах рабочим веществом (телом) являются легкокипящие жидкости, которые при совершении холодильного цикла меняют агрегатное состояние, превращаясь из жидкости в пар и обратно.

Простейшая паровая компрессионная холодильная машина (рис.1) состоит из четырех основных элементов, обеспечивающих получение холода: компрессора 7, конденсатора 2, дроссельного устройства 3 (регулирующего вентиля) и испарителя 4. При отсутствии любого из этих элементов этот процесс невозможен.

Испаритель — это аппарат, в котором происходит кипение жидкого хладагента при низкой температуре за счет теплоты, отводимой от охлаждаемого объекта (холодильной камеры 5). Температура кипения хладагента, как правило, на 10— 12 °С ниже температуры воздуха в охлаждаемом объекте.

Рисунок 1 - Паровая компрессионная холодильная машина:

/ — компрессор; 2— конденсатор; 3 — дроссельное устройство; 4 — испаритель; 5 — холодильная камера

Компрессор отводит пар из испарителя (всасывающая линия), чтобы поддерживать в последнем низкое давление, соответствующее низкой температуре кипения хладагента, и сжимает пар до высокого давления (нагнетательная линия), при котором он превращается в жидкость после охлаждения в конденсаторе.

Конденсатор обеспечивает охлаждение перегретых сжатых паров до температуры конденсации и превращение пара в жидкость при отведении теплоты в охлаждающую среду. Пар в конденсаторе может охлаждаться воздухом (конденсаторы с воздушным охлаждением) или водой (конденсаторы с водяным охлаждением).

Дроссельное устройство обеспечивает понижение давления и температуры хладагента путем создания необходимого сопротивления между сторонами высокого и низкого давления. Жидкость из конденсатора, проходя через это устройство, сразу попадает в область низкого давления, где частично выкипает при низкой температуре за счет теплоты, выделяющейся в результате работы сил трения. Холодная парожидкостная смесь поступает в испаритель и вновь закипает, отбирая теплоту от объекта (производя охлаждение).

Все узлы холодильной машины соединены трубопроводами в замкнутую систему, заполненную хладагентом (рис. 2). Из испарителя, размещенного в объекте охлаждения, компрессор отсасывает пары, образующиеся при кипении жидкого хладагента, сжимает их до такого давления, при котором температура конденсации паров будет выше температуры окружающей среды, и затем нагнетает их в конденсатор. Здесь происходит охлаждение паров (обычно воздухом, реже водой), и они конденсируются, превращаясь в жидкость. Затем жидкий (горячий) хладагент поступает в дроссельное устройство и продавливается через его малое сечение, за счет чего резко падают его давление и температура. Жидкий (холодный) хладагент вновь поступает в испаритель. Циркулируя по замкнутому контуру, хладагент попеременно меняет свое агрегатное состояние (жидкость — пар), но всегда перед испарителем приобретает исходные параметры.

Рисунок 2 - Принципиальная схема паровой компрессионной машины:

1 - компрессор; 2 - конденсатор; 3 — дроссельное устройство; 

4 - испаритель

Совокупность холодильной машины и объекта охлаждения называется холодильной установкой.

Контрольные вопросы:

1.     Дайте понятие «судовая холодильная установка».

2.     Техника безопасности при эксплуатации холодильных установок

Литература:
1. Галаган В.В., Галаган Т. В. Основы производства и потребления искусственного холода: Учебное пособие. — Орел: ОрелГТУ, 2001

http://elib.oreluniver.ru/media/attach/note/1990-2001/Galagan_osn_proizv.pdf

    Рекомендованные источники информации

1.     Основы холодильной техники https://studfiles.net/preview/5195462/

2.     Чиллеры. Холодильное оборудование: история возникновения, классификация, характеристика http://www.chillers.ru/mr/35/kholodilnoje-oborudovanije-istorija-vozniknovjenija-klassifikacija-kharaktjeristika.php

3.     Искусственный холод. Техническая и справочная информация https://www.sites.google.com/site/aukstumservisslv/

4.     Судовые холодильные установки http://mirmarine.net/svm/sudovye-kholodilnye-ustanovki

Форма контроля: Проверка выполненного задания