Искусственное охлаждение. Физические способы получения искусственного холода. Виды хладоносителей: их свойства, достоинства, недостатки

Искусственное охлаждение. Физические способы получения искусственного холода.

Искусственное охлаждение – охлаждение тела с использованием специальных машин ниже температуры окружающей среды при затрате энергии. Для получения используют физические процессы: фазовый переход вещества (плавление, испарение, пуглимация); адиабатическое распределение газа (без теплообмена с окружающей средой); дроселирование (создание искусственного сопротивления на пути движения жидкости или газа); термоэлектрический; магнитнокалорический.

Виды хладагентов. Физико-химические и термодинамические свойства хладагентов.

Аммиак – бесцветный газ с резким запахом, почти в 2 раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде. Фреон – бесцветный газ или жидкость, без запаха, плохо растворимый в воде, не горюч, не взрывоопасен. Элегаз – тяжёлый газ (в 5 раз тяжелее воздуха), бесцветный, плохо растворимый в воде, при нормальном давлении может находиться в 3 агрегатных состояниях (зависит от температуры). Термодинамические св-ва: возможность получения в испарителе х/у с низкой температурой кипения при давлении не ниже атмосферного; должен иметь приемлемое давление конденсации (да 2 МПа); должен иметь высокую холодопроизводительность; должен иметь низкую температуру замерзания. Физико-химические св-ва: плотность и вязкость должны быть небольшими; должны быть высокими теплопроводность и теплоотдача.

Виды хладоносителей: их свойства, достоинства, недостатки.

Св-ва хладоносителей: должны быть физиологически безвредны и экологически безопасны; температура замерзания должна быть на 8 К (кельвинов) ниже минимальной рабочей температуры; нормальная температура кипения должна быть выше максимальной температуры оттайки теплопередающих поверхностей; св-ва должны быть стабильными; не должны реагировать с металлами и уплотнителями х/у; пожаро- и взрывобезопасны.

Виды хладоносителей: Диоксид углерода (CO2) – обладает хорошими свойствами при температуре ниже -30 С, недостаток – требует высокое давление в системе, что приводит к большим энергозатратам; Двухфазный хладоноситель – вода-лёд, водный раствор-лёд, недостатки: температуры близкие к нулю; энергоёмкость высокая при производстве льда; Вода; Воздух; Водные растворы солей (NaCl, CaCl2) – хорошие теплофизические св-ва, имеют не высокую вязкость, не токсичны, дешёвые; недостатки: вызывают коррозию металла, преждевременный выход оборудования из строя; Спирты – не используются широко т.к. токсичны; Глицерин; Пропиленгликоль; Этиленгликоль; Аммиак: + низкая стоимость, безопасен для озона; - при высокой концентрации взрывоопасен, токсичен; Экосол: + не действует на металл, не токсичен, не горюч, не взрывоопасен, хорошие теплофизические св-ва.

Масло в системе холодильной установки: причины появления, влияние на работу холодильной установки, методы удаления.

Наличие масла в конденсаторе приводит к повышению температуры конденсации. В испарителе – к понижению температуры кипения. На внутренней поверхности теплообменников – к ухудшению теплообмена. Для отделения масла от хладагента используют маслоотделители.

Вода в системе холодильной установки: причины появления, влияние на работу холодильной установки, методы удаления.

Влага в системе приводит к повышению коррозийной активности хладагента, к разложению масла и оледенению. Нерастворимая вода в фреонах замерзает при дросселировании, кристаллы льда забивают отверстия фильтрующих насадок -> уменьшается или прекращается подача хладагента в компрессор или в охлаждающий прибор. Влага в систему поступает вместе с воздухом, хладагентом, маслом. Вода в большом количестве может попасть в маслоотделитель и конденсатор, которые охлаждаются водой. Удаляют влагу при помощи влагоосушителей.

Воздух в системе холодильной установки: причины появления, влияние на работу холодильной установки, методы удаления.

Воздух в х/у вызывает повышение температуры и давления конденсации, к повышению температуры нагнетания. Это приводит к снижению холодопроизводительности и увеличивается расход электроэнергии. Воздух в х/у попадает при: вскрытии системы для ТО и ремонта; через неплотные соединения и сальники. Воздух удаляют с помощью воздухоотделителя.

Обратный цикл Карно.

Отличие обратного цикла заключается в том, что теплота отводится от источника с низкой температурой и отдается источнику с высокой температурой. Такой цикл является идеальным для холодильных агрегатов. В обратном цикле Карно, изображенном на рис. 12.3, теплота Q₁ отводится от газа в процессе 1'—1 изотермического сжатия при температуре Т₁, а теплота Q₂ подводится к газу в процессе 2'—2 изотермического расширения при температуре Т₂ < T₁. Следовательно, Q₁ < О, Q₂ > 0 и работа, совершаемая газом за один цикл, отрицательна: А = (Q₁ + Q₂) < 0.

Этот результат справедлив для любого обратного цикла. Из сказанного видно, что при совершении рабочим телом обратного цикла можно переносить энергию в форме теплоты от холодного тела к горячему за счет совершения внешними силами соответствующей работы. Этот метод широко применяется в холодильной технике.

Классификация поршневых компрессоров. Преимущества и недостатки.

Классификация поршневых компрессоров:

1) по конструктивным признакам (простого и двойного действия);

2) по числу цилиндров (одно- и многоцилиндровые);

3) в зависимости от направления движения хладагента (прямоточные