Теория холодильных машин основана на втором законе термодинамики, согласно которому для осуществления кругового процесса обеспечивают отнятие тепла от холодной среды и передача его более теплой среде механической работы или теплоты, которая переходит с высшего температурного уровня на более низкий. В паровых холодильных машинах (1 и 2 типа) это осуществляется путем периодического изменения состояния рабочего тела (теплоносителя). В результате совершения кругового процесса рабочее тело возвращается в исходное состояние, при этом в ходе процесса оно расширяется и сжимается. Процесс может продолжатся до необходимого уровня отнятия теплоты. Чем больше часть теплоты в прямом цикле ( от горячего к холодному) переведена в работу, тем он эффективнее.
Экономичность прямого цикла оценивается термическим КПД, который определяет отношение работы, полученной в цикле, к затраченному теплу.
ŋ=A/Q3 =(Q1 –Q2)/Q1 , где ŋ – КПД, А – совершенная работа, Q1 – затраченное тепло,
Q2 – отведенное тепло.
В обратном цикле к рабочему телу подводится теплота от источника с более низкой температурой (Q2) к источнику с более высокой температурой (Q1). Для совершения цилка затрачивается работа А. Для холодильной машины введено понятие холодильного КПД, определяемого отношением отводимой в обратном цикле теплоты Q2 к затраченной работе:
χ = Q2 /А, где χ – холодильная КПД.
Затем сжатый до давления 8-10 атмосфер и горячей на 15-20 выше температуры окружающей среды, хладон попадает в теплообменный аппарат, выполненный в виде трубчатого серебряного змеевика.
В теплообменном аппарате происходит охлаждение горячего хладона окружающей змеевик воздухом и вследствие этого происходит конденсация, то есть превращение хладона в жидкость.
Для того чтобы увеличить площадь теплоотдачи, то есть повысить эффективность, нжны рёбра. Из конденсатора жидкий хладон с температурой окружающей среды попадают в фильтр-осушитель.
В фильтре-осушителе,заполненным металическими сетками с силикагелем, происходит задержание металических примесей и воды, содержащихся в хладоне. Механические примеси образуются в результате работы компрессора, а вода вследствие химических реакций между хладогентом, маслом и присадками.
Присадки – используются для предотвращения коррозии – вещества добавки к основному элементу.
Симикагель – вещество, микропоры, предохраняет от влаги.
Из фильтроосушителя жидкий хладон попадает в копилярную трубку, являющуюся дроссирующим элементом холодильного агрегата.
Термоэлектрические холодильные приборы
Термоэлектрические холодильные приборы в качестве холодильного агрегата имеют термоэлектрическую батарею, состоящую из некоторого количества электрически соединенных между собой термоэлектрических элементов (пластин). На сегодня пластинка толщиной 5 мм, размерами 4х4 см, способна давать перепад t700С.
Одна поверхность термоэлемента при протекании через него электрического тока нагревается, а другая охлаждается. Роль теплоносителя играет электрический ток, то есть между поверхности пластин идет поток тепла. Поскольку теплоноситель электрический ток им легко управлять.
Принцип работы термоэлектрической батареи заключается в том, что электрически соединяя два разнородных полупроводника генерируется эффект, при котором заряды из одного полупроводника переходят в другой, перенося при этом тепло.
Схема термоэлектрической батареи:
Преимущества:
1. надежность, поскольку нет ни каких движущихся частей;
2. компактность, малые размеры при большой производительности;
3. бесшумность работы при получении холода;
4. возможность выполнения двух функций: охлаждения и нагрева, для смены режимов достаточно поменять направление электрического тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.