Холодильні машини і установки: пристрій і принцип роботи

Охолодження поділяється на природне і штучне. На перше енергія не витрачається. Причому температура об'єкта прагне до температури навколишнього повітря. Штучне охолодження являє собою зниження температури об'єкта до рівня нижче такого ж показника середовища. Для такого охолодження потрібні холодильні машини або пристрою. Зазвичай вони застосовуються в промисловості для досягнення потрібних умов зберігання, перебігу хімічних реакцій, безпеки. Теплові і холодильні машини дуже широко застосовуються в побуті. Їх принцип роботи базується на явищах сублімації і конденсації.

Охолодження льодом

Це найдоступніший і простий вид охолодження. Особливо він зручний в районах, де є можливість накопичення природного льоду. В якості засобу охолодження лід використовується в процесі заготівлі і зберігання риби, при короткостроковому зберіганні овочевої продукції, транспортування харчових продуктів охолодженому вигляді. Лід застосовується в льохах і льодовиках. У такому обладнанні дуже важлива теплоізоляція. У стаціонарних льодовиках стіни гідро - і теплоізольовані. Вони розраховані на температурний діапазон +5+8°С.

Льодосоляне охолодження

Льдосоляной метод охолодження дозволяє досягти підтримки ще більш низьких температурних умов в обсязі, подвергаемом охолодженню. Спільне використання льоду і солі дає можливість знизити температуру, при якій лід тане. Такий принцип. Принцип холодильної машини.




Для цієї мети змішується лід і хлористий натрій. В залежності від концентрації солі температура льоду коливається від -18 до -212°С. До мінімуму температура плавлення доходить, якщо солі у суміші 23%. У цьому випадку лід не тане при мінімальному показнику. Сухий лід служить для підтримки низьких температур в процесі зберігання фруктів, морозива, овочів, напівфабрикатів. Так називають твердий стан вуглекислоти. При атмосферному тиску і нагріванні вона з твердої стає газоподібної, пропускаючи фазу рідини. Продуктивність холоду у сухого льоду вдвічі більше, ніж у водяного. Коли відбувається сублімація сухого льоду, виходить вуглекислий газ, який, крім усього іншого, виконує консервуючі функції, сприяючи зберігання продуктів.




Методи охолодження з використанням льоду мають і ряд недоліків, що обмежують їх застосування. У зв'язку з цим головним методом генерації холоду стає машинне охолодження.

Штучне охолодження

Машинне охолодження являє собою виробництво холоду, яке виробляють холодильні машини і установки. У цього способу є кілька переваг:

в автоматичному режимі зберігається незмінний рівень температури, різний для різних груп продуктів;

оптимально задіяно охолоджуване простір;

зручно експлуатувати охолоджувані приміщення;

невеликі витрати на техобслуговування.

Як працює

Принцип роботи холодильної машини такий. Безумовно, людині, яка тільки користується холодильною машиною або розшукує її, зовсім не обов'язково глибоко і всебічно розбиратися у роботі холодильних машин. При цьому знання основних принципів роботи таких установок буде зовсім не зайвим. Ця інформація може надати допомогу в усвідомленому виборі устаткування і полегшить бесіду з професіоналами при виборі холодильного обладнання. Також важливо розбиратися, як відбувається робота холодильної машини. У ситуаціях, коли холодильне обладнання відмовляє потрібно виклик фахівця, має сенс зрозуміти принцип дії подібних машин. Адже розуміння пояснень спеціаліста про те, що потрібна заміна чи ремонт якоїсь деталі холодильної машини, дозволить не втратити зайвих грошей. Головний принцип роботи холодильної машини – відвід тепла від об'єкта, що піддається охолодженню, і його перенесення до іншого об'єкту. Важливе розуміння того, що нагрівання або стиснення об'єкта супроводжується передачею йому енергії, а охолодження і розширення відбирає енергію. На цьому заснована передача тепла. Для перенесення тепла холодильні машини використовують холодоагенти – спеціальні речовини, що віднімають теплоту у об'єкта охолодження у ході кипіння і розширення при постійній температурі. В подальшому після стиснення енергія передається охолоджуючому середовищу допомогою конденсації.

Призначення окремих вузлів

Компресором холодильної машини забезпечується кругообіг холодоагенту в системі, його кипіння у випарнику з нагнітанням у блок конденсатора. Він покликаний відсмоктувати холодоагент фреон в газоподібному стані з випарників, і, стискаючи, нагнітати в конденсатор, де він перетворюється в рідину. Потім фреон в рідкому стані накопичується в ресивері. Цей вузол обладнаний вхідними і вихідними запірними вентилями. Подальший шлях хладагента - з ресивера у фільтр-осушувач. Тут залишки вологи і домішки видаляються і надходять у випарник. У випаровувачі холодоагент досягає кипіння, що відбирає теплоту від охолоджуваного об'єкта. Далі холодоагент вже в газоподібному стані потрапляє з випарника в компресор, очищаючись через фільтр від забруднень. Далі робочий цикл агрегату повторюється, це і є принцип. Принцип холодильної машини.

Холодильний агрегат

Об'єднання сукупності деталей і вузлів холодильної машини на єдиному каркасі прийнято називати холодильним агрегатом. Поєднання вузлів холодильної машини виробником робить зручніше монтаж, і відбувається він швидше. Холодопродуктивність таких агрегатів – параметр, що представляє собою кількість тепла, що віднімається у середовища, що піддається охолодженню за одну годину. При різних режимах роботи продуктивність холоду варіюється в широкому діапазоні. Коли зростає температура конденсації і знижується градус випаровування, продуктивність зменшується.

Холодоагенти

Холодильні машини, які використовуються в торгових організаціях, в ролі хладагентів використовують хладон або фреон, а для заморозки в промислових масштабах - аміак. Хладон являє собою важкий газ без кольору і зі слабким запахом, відчутним, лише коли його концентрація у повітрі досягає 20%. Газ не горючий і не взривчат. В хладону добре розчиняються мастильні масла. При великих температурах вони складають з ним однорідну суміш. Хладон не впливає на смакові якості, аромат і колір продуктів. У холодильних установках з хладоном не повинно бути більше 0006% маси вологи. Інакше вона замерзає в тонких трубках, перешкоджаючи роботі холодильної машини. З-за високої плинності газу потрібна хороша герметизація агрегатів. Аміак - безбарвний різко пахне газ, небезпечний для людського організму. Його допустимий вміст у повітрі — 002 мг/л. Коли концентрація доходить до 16%, можливий вибух. При вмісті газу понад 11% і відкритому полум'ї поруч починається горіння.