нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Холодильна машина

   
 

Холодильна машина, пристрій, що служить для відводу теплоти від охолоджуваного тіла при температурі нижчій, ніж температура навколишнього середовища. Х. м. використаються для одержання температур від 10 ° С до -150? С. Область нижчих температур відноситься до кріогенної техніки . Х. м. працюють за принципом теплового насоса - віднімають теплоту від охолоджуваного тіла і з витратою енергії (механічної, теплової і т.д.) передають її охолоджуючої середовищі (зазвичай воді або навколишньому повітрю), що має більш високу температуру, ніж охолоджуване тіло. Робота Х. м. характеризується їх холодопродуктивністю , яка для сучасних машин лежить в межах від декількох сотень вт до декількох Мвт.

В холодильній техніці знаходять застосування кілька систем Х. м. - парокомпрессионниє, абсорбційні, пароежекторниє і повітряно-розширювальні, робота яких заснована на тому, що робоче тіло ( холодильний агент ) за рахунок витрати зовнішньої роботи здійснює зворотний круговий термодинамічний процес ( холодильний цикл ). У парокомпрессионних, абсорбційних і пароежекторних Х. м. для отримання ефекту охолодження використовують кипіння низкокипящих рідин. У розширювальних Х. м. охолоджування досягається за рахунок розширення стисненого повітря в детандере .

Перші Х. м. з'явилися в середині 19 в. Одна з найстаріших Х. м. - абсорбційна. Її винахід і конструктивне оформлення пов'язано з іменами Дж. Леслі (Великобританія, 1810), Ф. Карре (Франція, 1850) і Ф. Віндхаузена (Німеччина, 1878). Перша парокомпресійна машина, яка працювала на ефірі, побудована Дж. Перкинсом (Великобританія, 1834). Пізніше були створені аналогічні машини з використанням в якості холодоагенту метилового ефіру і сірчистого ангідриду. В 1874 К. Лінде (Німеччина) побудував аміачну парокомпрессионной Х. м., яка поклала початок холодильному машинобудуванню.

Парокомпресійні Х. м. - найбільш поширені і універсальні Х. м. Основними елементами машин даного типу є ( рис. 1 ) випарник, холодильний компресор , конденсатор і терморегулірующий (дросельний) вентиль - ТРВ, які з'єднані трубопроводом, забезпеченим запірної, регулюючої та запобіжної арматурою. До всіх елементів Х. м. пред'являється вимога високої герметичності. Залежно від виду холодильного компресора парокомпрессионниє машини підрозділяються на поршневі, турбокомпресорні, ротаційні і гвинтові.

У парокомпрессионной Х. м. здійснюється замкнутий цикл циркуляції холодоагенту. У випарнику хладагент кипить (випаровується) при зниженому тиску p k і низькій температурі. Необхідна для кипіння теплота віднімається від охолоджуваного тіла, внаслідок чого його температура знижується (аж до температури кипіння холодоагенту). Пара, відсмоктується компресором, стискається в нім до тиску конденсації pk і подається в конденсатор, де охолоджується водою або повітрям. Внаслідок відводу теплоти від пари він конденсується. Отриманий рідкий холодоагент через ТРВ, в якому відбувається зниження його температури і тиску, повертається у випарник для повторного випаровування, замикаючи таким чином цикл роботи машини. Для підвищення економічної ефективності Х. м. (зниження витрат енергії на одиницю забраного від охолоджуваного тіла кількості теплоти) іноді перегрівають пар, усмоктуване компресором, і переохолоджують рідина перед дросселированием. З цієї ж причини для отримання температур нижче -30 ? С використовують багатоступінчасті або каскадні Х. м. У багатоступеневих Х. м. стиск пари виробляється послідовно в декілька ступенів з охолодженням його між окремими ступенями. При цьому в двоступеневих Х. м. отримують температуру кипіння холодоагенту до -80 С. У каскадних Х. м., що представляють собою кілька послідовно включених Х. м., які працюють на різних, найбільш відповідних по своїх термодинамічних властивостях для заданих температурних умов хладагентах, отримують температуру кипіння до -150? С.

абсорбційна Х. м. ( рис. 2 ) складається з кип'ятильника, конденсатора, випарника, абсорбера , насоса і ТРВ. Робочою речовиною в абсорбційних Х. м. служать розчини двох компонентів (бінарні розчини) з різними температурами кипіння при однаковому тиску. Компонент, киплячий при нижчій температурі, виконує функцію хладагента; другий служить абсорбентом ( поглиначем). В області температур від 0 до -45? С застосовуються машини, де робочою речовиною служить водний розчин аміаку (холодоагент - аміак). При температурах охолодження вище 0? З переважно використовують машини абсорбції, що працюють на водному розчині броміду літію (холодоагент - вода). У випарнику абсорбційної Х. м. відбувається випаровування холодоагенту за рахунок теплоти, отнімаємой від охолоджуваного тіла. Утворені при цьому пари поглинаються в абсорбере. Отриманий концентрований розчин перекачується насосом в кип'ятильник, де за рахунок підведення теплової енергії від зовнішнього джерела з нього випаровується холодоагент, а залишився розчин знову повертається в абсорбер. Що стосується газоподібного хладагента, то він з кип'ятильника прямує в конденсатор, конденсується там і потім надходить через ТРВ у випарник на повторне випаровування. Застосування абсорбційних машин вельми вигідно на підприємствах, де є вторинні енергоресурси (відпрацьований пар, гаряча вода, відходять гази промислових печей і т.д.). Абсорбційні Х. м. виготовляють одно-або двоступінчастими.

пароежекторних Х. м. складається з ( рис. 3 ) ежектора, випарника, конденсатора, насоса і ТРВ. холодоагент служить вода, як джерело енергії використовується пар тиском 0,3-1 Мн / м 2 (3-10 кгс / см 2), який надходить в сопло ежектора , де розширюється. В результаті в ежекторі і, як наслідок, у випарнику машини створюється знижений тиск, якому відповідає температура кипіння води трохи вище 0? С (зазвичай близько 5? С). В випарнику за рахунок часткового випаровування відбувається охолодження подається споживачеві холоду води. відсмоктати з випарника пар, а також робочий пар ежектора поступає в конденсатор, де переходить у рідкий стан, віддаючи теплоту охолоджуючої середовищі. Частина води з конденсатора подається у випарник для поповнення убутку охолоджувальної води.

Повітряно-розширювальні Х. м. відносяться до класу холодильно-газових машин . холодоагент служить повітря. В області температур приблизно до -80? З економічна ефективність повітряних машин нижча, ніж парокомпрессионних. Більш економічними є регенеративні повітряні Х. м., в яких повітря перед розширенням охолоджується або в протиточному теплообміннику, або в теплообміннику-регенераторі. Залежно від тиску використовуваного стисненого повітря повітряні Х. м. підрозділяються на машини високого і низького тиску. Розрізняють повітряні машини, що працюють по замкнутому і розімкненому циклу.

Літ.: Холодильні машини, під ред. Н. Н. Кошкіна, М., 1973: Холодильна техніка. Енциклопедичний довідник, т. 1-3, М., 1960-62.

© А. Н. Фомін.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка