Холодильные машины

Получение переменного тока. Электрические машины и трансформаторы.

В основу работы холодильных машин положен обратный цикл Карно. Холодильные машины отнимают теплоту от тел, имеющих температуру ниже температуры окружающей среды и передающие ее на более высокий температурный уровень. Эти машины не противоречат второму закону термодинамики, т.к. переход теплоты происходит путем затраты работы.

По принципу действия и холодильному агенту (веществу, используемому в цикле) холодильные машины подразделяются на парокомпрессионные (ПХМ), абсорбционные (бромисто-литиевые и аммиачные), адсорбционные, воздушные, эжекторные и термоэлектрические. Наиболее распространены в практике холодильного хозяйства и кондиционирования ПХМ.

В основу их работы заложен принцип фазовых переходов легкокипящих жидкостей, чаще всего различные фреоны – органические фтористохлористые соединения. Раньше применяли дешевые: фреон -12 (R-12) и R-22, но их пары могут влиять на озоновый слой, поэтому в настоящее время применяют R-134, кипящий при более низких температурах. В крупных промышленных холодильных машинах чаще всего используется аммиак (NH₃). При высоком давлении пары аммиака могут конденсироваться, например, при +30 ^оС, а при малом до -30 ^оС. Ниже на рисунке приведена принципиальная схема ПХМ.

Принцип действия ПХМ состоит в следующем. В испарителе (1) хладагент испаряется, отнимая на свое испарение теплоту q₂ от охлаждаемой среды или тела. Далее пары хладагента сжимаются (с затратой работы) компрессором (2) по адиабате до более высокого давления. В результате сжатия температура хладагента повышается и пары из влажных насыщенных становятся сухими. В конденсаторе (3) пар конденсируется (сжимается) по изотерме, а теплота конденсации q₁ отводится либо в атмосферный воздух, либо при помощи охлаждающей воды. Далее жидкий хладагент поступает в суживающее устройство – дроссельный вентиль или в тонкую (капиллярную) трубочку (4), в котором его давление и температура снижаются. Затем жидкий хладагент вновь поступает в испаритель.

Экономичность цикла холодильной машины характеризуется холодильным коэффициентом ε. Холодильный коэффициент равен отношению отнятой от холодного источника теплоты q₂ к затраченной работе, при этом А = q₁ - q₂, ε = q₂ / А = q₂ / q₁ - q₂. Для современных ПХМ ε = 3,5 – 4,5.

Дата добавления: 2014-01-14