Natura fizică a căldurii și a frigului este aceeași, diferența este doar în viteza de mișcare a moleculelor și a unui atom. Într-un corp mai fierbinte, viteza de mișcare este mai mare decât într-unul mai puțin încălzit. Când căldura este furnizată corpului, mișcarea crește, când căldura este îndepărtată, aceasta scade. Astfel, energia termică este energia internă a mișcării moleculelor și atomilor.
Răcirea corpului este îndepărtarea căldurii din acesta, însoțită de o scădere a temperaturii. Cel mai simplu mod de răcire este schimbul de căldură între corpul răcit și mediul înconjurător - aer exterior, apă de mare a râului, sol. Dar în acest fel, chiar și cu cel mai perfect schimb de căldură, temperatura corpului răcit poate fi coborâtă doar la temperatura ambiantă. O astfel de răcire se numește naturală. Răcirea corpului sub temperatura ambiantă se numește artificială. Pentru aceasta se folosește în principal căldura latentă, absorbită de corpuri atunci când starea lor de agregare se modifică.
Cantitatea de căldură sau frig se măsoară în calorii sau kilograme-calorii (kilocalorii). O calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 gram de apă cu 1 gram în mod normal presiune atmosferică, kilocalorie - pentru incalzirea a 1 kg de apa cu 1C in aceleasi conditii.
Există mai multe moduri de a obține răceala artificială. Cel mai simplu dintre ele este răcirea cu ajutorul gheții sau zăpezii, a căror topire este însoțită de absorbția unei cantități destul de mari de căldură. Dacă câștigurile de căldură din exterior sunt mici și suprafața de transfer de căldură a gheții sau zăpezii este relativ mare, atunci temperatura camerei poate fi redusă la aproape 0°C. În practică, într-o încăpere răcită de gheață sau zăpadă, temperatura aerului poate fi menținută doar la un nivel de 5-8°C. Răcirea cu gheață folosește gheață de apă sau dioxid de carbon solid (gheață carbonică).
Când este răcită de gheață de apă, starea sa de agregare se schimbă - topire (topire). Se numește capacitatea de răcire sau capacitatea de răcire a gheții de apă pură căldura specifică topire. Este egal cu 335 kJ / kg. Capacitatea termică a gheții este de 2,1 kJ/kg grade.
Apa gheata este folosita pentru racirea si depozitarea sezoniera a produselor alimentare, legumelor, fructelor zonele climatice cu o perioadă lungă de frig, unde în condiții naturale iarna se poate recolta cu ușurință.
Gheața de apă este folosită ca lichid de răcire în ghețarii speciali și în depozitele de gheață. Ghetarii vin cu incarcare cu gheata de jos (ghetar-pivnita) si cu tip buzunar lateral.
Răcirea cu gheață are dezavantaje semnificative: temperatura de depozitare este limitată de temperatura de topire a gheții (de obicei, temperatura aerului în depozitele de gheață este de 5-8 ° C), este necesar să se pună suficientă gheață în ghețar, suficientă pentru întreaga perioadă de depozitare și adăugați-l după cum este necesar; costuri semnificative cu forța de muncă pentru prepararea și depozitarea gheții de apă; dimensiuni mari camere de gheață de aproximativ 3 ori dimensiunea camerei de mâncare; costuri semnificative cu forța de muncă pentru a respecta cerințele necesare pentru depozitarea produselor alimentare și eliminarea apei de topire.
Răcirea cu gheață-sare se realizează cu apă zdrobită, gheață și sare. Prin adăugarea de sare, viteza de topire a gheții este crescută și temperatura de topire a gheții este scăzută. Acest lucru se datorează faptului că adăugarea de sare determină o slăbire a coeziunii moleculare și distrugerea rețelelor cristaline de gheață. Topirea amestecului de gheață-sare are loc prin îndepărtarea căldurii din mediu, în urma căreia aerul din jur se răcește și temperatura acestuia scade. Odată cu creșterea conținutului de sare din amestecul de gheață-sare, punctul de topire al acestuia scade. Soluția de sare cu cel mai scăzut punct de topire se numește eutectic, iar temperatura ei de topire se numește punct criohidrat. Punctul de criohidrat pentru un amestec de gheață-sare cu sare comună este de -21,2°C, cu o concentrație de sare în soluție de 23,1% față de masa totală a amestecului, care este aproximativ egală cu 30 kg de sare la 100 kg de gheaţă. Cu o concentrație suplimentară de sare, temperatura de topire a amestecului de gheață-sare nu scade, dar temperatura de topire crește (la o concentrație de sare de 25% în soluție față de masa totală, temperatura de topire crește la -8°C).
Când o soluție apoasă de clorură de sodiu este înghețată la o concentrație corespunzătoare punctului de criohidrat, se obține un amestec omogen de cristale de gheață și sare, care se numește soluție solidă eutectică.
Punctul de topire al soluției solide eutectice de sare de masă este de -21,2°C, iar căldura de fuziune este de 236 kJ/kg. Soluția eutectică este utilizată pentru răcirea cu cuplu zero. Pentru a face acest lucru, o soluție eutectică de sare de masă este turnată în zerouri - forme bine sigilate - și acestea sunt înghețate. Zerourile congelate sunt folosite pentru a răci contoare, dulapuri, pungi frigorifice portabile frigorifice etc. Refrigerarea cu gheață-sare a fost utilizată pe scară largă în comerț înainte de producția în masă a echipamentelor răcite cu mașină.
Răcirea cu gheață carbonică se bazează pe proprietatea dioxidului de carbon solid de a se sublima, adică atunci când căldura este absorbită, aceasta trece de la starea solidă la starea gazoasă, ocolind starea lichidă. Proprietăți fizice gheață carbonică, următoarea temperatură de sublimare la presiunea atmosferică este de 78,9 ° C, căldura de sublimare este de 574,6 kJ / kg.
Gheața uscată are următoarele avantaje față de gheața de apă:
Puteți obține o temperatură mai scăzută;
Efectul de răcire al 1 kg de gheață carbonică este de aproape 2 ori mai mare decât cel al 1 kg de gheață de apă:
În timpul răcirii, umezeala nu apare, în plus, în timpul sublimării gheții carbonizate, se formează dioxid de carbon gazos, care este un agent de conservare care contribuie la o mai bună conservare a produselor.
Gheața carbonică este utilizată pentru transportul produselor congelate, răcirea înghețatei ambalate, a fructelor și legumelor congelate.
Răcirea artificială poate fi realizată și prin amestecarea gheții sau zăpezii cu acizi diluați. De exemplu, un amestec de 7 părți de zăpadă sau gheață și 4 părți de diluat. acid azotic are o temperatură de -35°C. O temperatură scăzută se poate obține și prin dizolvarea sărurilor în acizi diluați. Deci, dacă 5 părți de azotat de amoniu și 6 părți de sulfat de sodiu sunt dizolvate în 4 părți de acid azotic diluat, atunci amestecul va avea o temperatură de -40 ° C.
Obținerea frigului artificial cu ajutorul zăpezii sau gheții, precum și cu ajutorul amestecurilor de răcire, are dezavantaje semnificative: complexitatea proceselor de recoltare a gheții sau zăpezii, livrarea acestora, dificultatea controlului automat, capacități limitate de temperatură.
LA timpuri recenteÎn legătură cu criza energetică, poluarea mediului, problema utilizării unor metode netradiționale ecologice de obținere a frigului pentru prelucrarea frigorifică a produselor alimentare devine din ce în ce mai urgentă. Cea mai promițătoare dintre ele este metoda criogenică bazată pe azot lichid și gazos, cu utilizarea unui sistem de alimentare cu rece fără mașină, care prevede o singură utilizare a unui crioagent.
Perspectivele acestei metode de alimentare cu frig cresc datorită descoperirii în Rusia a unor mari rezerve (340 miliarde m 3) de gaze subterane cu conținut ridicat de azot. Costul azotului purificat este cu un ordin de mărime mai mic decât cel al azotului obținut prin metoda de separare a aerului.
Sistemele cu flux de răcire cu azot fără mașină au avantaje semnificative: sunt foarte fiabile în funcționare și au o viteză mare de înghețare, ceea ce asigură păstrarea aproape completă a calității și aspectului produsului, precum și pierderea minimă a masei acestuia din cauza contracției.
De remarcat este curățenia ecologică a unor astfel de sisteme (atmosfera Pământului conține până la 78% azot gazos).
Cea mai comună și convenabilă din punct de vedere operațional metodă de răcire este răcirea mașinii.
Răcirea mașinii este o metodă de obținere a frigului prin modificarea stării de agregare a agentului frigorific, fierberea acestuia la temperaturi scăzute cu îndepărtarea căldurii de vaporizare necesare pentru aceasta din corpul sau mediul răcit.
Pentru condensarea ulterioară a vaporilor de agent frigorific, este necesară o creștere prealabilă a presiunii și temperaturii acestora.
Metoda de răcire a mașinii se poate baza și pe expansiunea adiabatică (fără alimentare și îndepărtare a căldurii) a gazului comprimat. Când un gaz comprimat se extinde, temperatura acestuia scade semnificativ, deoarece munca din afaraîn acest caz, are loc datorită energiei interne a gazului. Acest principiu se bazează pe funcționarea răcitoarelor de aer.
Răcirea prin expansiune a unui gaz comprimat, în special a aerului, este diferită de toate metodele de răcire. În același timp, aerul nu își schimbă starea de agregare, precum gheața, amestecurile și freonul, ci doar se încălzește, percepând căldura mediului (din corpul răcit).
Utilizarea pe scară largă a răcirii mașinilor în comerț se explică printr-o serie de proprietăți operaționale și avantaje economice. Stabil și ușor de reglat regim de temperatură, acțiune automată aparat frigorific fără costuri ridicate ale forței de muncă pentru întreținere, condiții de igienă mai bune pentru depozitarea alimentelor, compactitatea și economia generală fac utilă utilizarea frigorifice a mașinii.
La întreprinderile de comerț cu ridicata și cu amănuntul se folosesc în principal mașini de refrigerare cu abur, a căror funcționare se bazează pe fierberea la temperaturi scăzute a substanțelor speciale de lucru - agenți frigorifici.în care vaporii de agent frigorific sunt absorbiți de absorbant.
Dispozitivul și principiul de funcționare al unei mașini de refrigerare prin compresie. Mașina frigorifică prin compresie (Fig. 3.1) este formată din următoarele componente principale: evaporator, compresor, condensator, recipient, filtru, supapă de expansiune. Funcționarea automată a mașinii este asigurată de o supapă de expansiune termostatică și un regulator de presiune. Dispozitivele auxiliare care contribuie la îmbunătățirea eficienței și fiabilității mașinii includ: receptor, filtru, schimbător de căldură, uscător. Mașina este antrenată de un motor electric.
Evaporatorul este o baterie de răcire care absoarbe căldura mediului din cauza agentului frigorific care fierbe la o temperatură scăzută. În funcție de tipul de mediu care urmează să fie răcit, evaporatoarele se disting pentru lichidul de răcire și aer.
Orez. Schema dispozitivului unei mașini de refrigerare prin compresie:
1 - compresor; 2 - condensator; 3 - receptor; 4 - filtru; 5 -
robinet termostatic; 6 - evaporator; 7 - răcit
aparat foto; 8 - motor electric; 9 - starter magnetic; zece -
apasă întrerupătorul; 11 - presostat
Compresorul este proiectat pentru a aspira vaporii de agent frigorific din evaporator, pentru a-i comprima și a-i forța într-o stare supraîncălzită în condensator. În mașinile frigorifice mici se folosesc compresoare cu piston și rotative și cel mai răspândit are pistoane.
Un condensator este un schimbător de căldură folosit pentru a lichefia vaporii de agent frigorific prin răcirea lor. După tipul de mediu de răcire, condensatoarele sunt produse cu răcire cu apă și aer. Condensatoarele cu mișcare forțată a aerului au serpentine plate dispuse vertical din tuburi cu aripioare de cupru sau oțel.Răcirea naturală cu aer este utilizată numai în frigiderele frigiderelor electrice de uz casnic.Condensatoarele răcite cu apă sunt răcite cu carcasă și cu tuburi.
Recipient - un rezervor folosit pentru colectarea agentului frigorific lichid pentru a-i asigura debitul uniform către supapa de expansiune termostatică și către evaporator.La mașinile mici cu agent frigorific, receptorul este proiectat pentru a colecta agentul frigorific în timpul reparației mașinii.
Filtrul constă din plase de cupru sau alamă și plăcuțe de pânză. Acesta servește la curățarea sistemului și a agentului frigorific de contaminanții mecanici rezultați din curățarea insuficientă a acestora în timpul producției, instalării și reparațiilor. Filtrele sunt lichide și abur. Filtrul de lichid este instalat după receptorul în fața supapei de expansiune, filtrul de abur este instalat pe linia de aspirație a compresorului.
Pentru a preveni intrarea ruginii și a particulelor mecanice în cilindrii mașinilor mici de refrigerare cu freon, în cavitatea de aspirație a compresorului este introdus un filtru sub forma unei cupe de plasă de alamă.
Supapa de expansiune asigură un flux uniform de agent frigorific în evaporator, atomizează agentul frigorific lichid, scăzând astfel presiunea de condensare la presiunea de evaporare.
Din reglare corectă supapa de expansiune termostatică depinde în mare măsură de eficiența mașinii de refrigerare. Excesul de agent frigorific lichid în evaporator din cauza funcționării umede a compresorului poate duce la ciocănirea. Dacă evaporatorul este umplut insuficient cu lichid, o parte din suprafața acestuia nu este utilizată, ceea ce duce la o încălcare a funcționării normale a mașinii și la o scădere a temperaturii de evaporare a agentului frigorific.
Regulatorul de presiune este format dintr-un presostat (regulator de joasă presiune) și un manocontroler (presostat de înaltă). Pentru a regla regimul de temperatură în anumite limite, este necesar ca capacitatea de răcire a mașinii frigorifice să depășească întotdeauna fluxul de căldură către acesta. Prin urmare, în condiții normale, nu este nevoie de funcționarea continuă a răcitorului de lichid.
Activarea periodică a mașinii frigorifice se realizează automat prin intermediul presostatului. Regimul de temperatură necesar se realizează prin reglarea duratei pauzelor în funcționarea mașinii frigorifice. Manocontrolerul servește pentru a proteja împotriva creșterii excesive a presiunii în conducta de refulare. Când presiunea din condensator crește peste 10 atm. (normă - 6-8 atm.) deschide circuitul bobinei de pornire magnetică, se oprește alimentarea electrică a motorului și mașina frigorifică se oprește.
Funcționarea mașinii frigorifice este următoarea. Lichidul care se evaporă ușor (HFC-12) intră prin supapa de expansiune în evaporator. Odată aflat în condiții de presiune scăzută, fierbe, transformându-se în abur și, în același timp, ia căldură din aerul din jurul vaporizatorului.
Din evaporator, vaporii de freon sunt aspirați de compresor, lichefiați și, în stare supraîncălzită de la compresie, sunt injectați în condensator. Într-un condensator răcit cu apă sau aer, se transformă într-un lichid. Freonul lichid curge pe țevile condensatorului și se acumulează în receptor, de unde trece sub presiune prin filtru, unde sunt reținute impuritățile mecanice (nisip, calcar etc.).
Agentul frigorific purificat de impurități, care trece printr-o îngustă (orificiul supapei termostatice, este stropit (încrețit), pulverizat și când scădere bruscă presiunea și temperatura intră în evaporator, după care ciclul se repetă.
Ciclul de funcționare al mașinii frigorifice, ținând cont de interacțiunea dispozitivelor de automatizare, este următorul. Când motorul electric este oprit, contactele presostatului sunt deschise, supapa termostatică nu permite freonul lichid să treacă de la condensator la evaporator, deoarece acul a intrat complet în șa și a închis ermetic zona de curgere. În evaporator în acest moment, procesul de fierbere a agentului frigorific lichid rămas după oprirea mașinii continuă. Din afluxul de căldură externă, temperatura evaporatorului crește treptat și, în consecință, presiunea vaporilor acumulați în acesta crește. Presiunea din evaporator va crește până când presostatul închide contactele și mașina începe să funcționeze.
Odată cu includerea mașinii în funcțiune, începe aspirația vaporilor supraîncălziți de la evaporator la compresor. Aceasta implică o creștere a temperaturii și a presiunii în cartuşul de detectare al supapei de expansiune termostatică, în urma căreia supapa cu ac deschide orificiul. Refrigerantul lichid, fierbinte rapid, se repedează în tuburile evaporatorului. Fierberea este însoțită de o scădere semnificativă a temperaturii amestecului vapori-lichid, în urma căreia pereții evaporatorului, aerul din jur și produsele perisabile sunt răcite.
Scăderea temperaturii ambientale reduce cantitatea de căldură câștigată, fierberea devine mai puțin intensă, cantitatea de abur este redusă, presiunea din evaporator scade până la limita la care presostatul deschide contactele și mașina se oprește. În momentul în care mașina este oprită, alimentarea cu agent frigorific lichid la evaporator este redusă, deoarece un exces de agent frigorific care intră în el duce la scăderea temperaturii vaporilor care ies și la acoperirea automată a supapei cu ac a supapei de expansiune. . La câteva secunde după ce mașina se oprește, presiunea din bec și evaporator se egalizează în sfârșit și supapa cu ac se închide.
Refrigeranti. Agenții frigorifici sunt substanțele de lucru ale mașinilor frigorifice cu abur, cu ajutorul cărora se obțin temperaturi scăzute. Cele mai comune dintre ele sunt freonul și amoniacul.
Atunci când aleg un agent frigorific, aceștia sunt ghidați de proprietățile termodinamice, termofizice, fizico-chimice și fiziologice ale acestuia. Costul și disponibilitatea acestuia sunt, de asemenea, importante. Refrigeranții nu trebuie să fie otrăvitori, nu trebuie să provoace sufocare și iritare a membranelor mucoase ale ochilor, nasului și tractului respirator persoană.
Freon-12 (R-12) are formula chimică CHF 2 C1 2 (difluordiclormetan). Este o substanță gazoasă incoloră cu un ușor miros specific, care începe să se simtă atunci când conținutul volumic al vaporilor săi în aer este de peste 20%. Freon-12 are proprietăți termodinamice bune
Freon-22 (R-22) sau difluoromonoclormetan (CHF 2 C1), precum și freon-12, are proprietăți termodinamice și operaționale bune. Are un punct de fierbere mai mic și o căldură de vaporizare mai mare. Capacitatea de răcire volumetrică a freon-22 este de aproximativ 1,6 ori mai mare decât cea a freonului-12.
Amoniacul (NH3) este un gaz incolor cu un miros caracteristic puternic sufocant. Amoniacul are o capacitate de răcire volumetrică destul de mare. Producția sa se bazează în principal pe metoda combinării hidrogenului cu azotul la presiune ridicata cu un catalizator. Amoniacul este, de asemenea, utilizat pentru a obține temperaturi scăzute (până la -70°C) în vid înalt. Căldura de vaporizare, capacitatea termică și conductibilitatea termică a amoniacului sunt mai mari, iar vâscozitatea lichidului este mai mică decât cea a freonilor. Prin urmare, are un coeficient de transfer termic ridicat. Costul amoniacului este scăzut în comparație cu alți agenți frigorifici
După cum știți, unii agenți frigorifici au un potențial de epuizare a stratului de ozon, ceea ce nu poate decât să perturbe comunitatea internațională.
Capacitatea agenților frigorifici clorurati de a provoca acest proces se numește potențial de epuizare a ozonului - ODP (Figura 3 2)
Orez. Potențialul de epuizare a ozonului
Capacitatea diferitelor substanțe de a provoca procese încălzire globală numit potențial de încălzire globală - GWP (Figura 3.3)
Orez. Potențialul de încălzire globală
Durata de viață a agenților frigorifici în atmosferă este, de asemenea, foarte mare factor important Acesta este un indicator al timpului în care diverse substanțe persistă în atmosferă și poate afecta mediul înconjurător. Cu alte cuvinte, cu cât o substanță chimică sau un halon rămâne mai mult în atmosferă, cu atât este mai puțin ecologic (Figura 3 4)
Orez. Durata de viață a agenților frigorifici în atmosferă
În 1985, la Viena a fost adoptată Convenția pentru protecția stratului de ozon. I s-au alăturat 127 de state, inclusiv Rusia și țările CSI.
În 1989, Protocolul de la Montreal a intrat în vigoare cu privire la reducerea treptată, iar apoi la încetarea completă în 2030 a producției de agenți frigorifici care epuizează stratul de ozon. La grupuri periculoase Au fost alocați freoni R-11, R-12, R-113, R-114, R-115, R-12B1, R-13B1, R-114B2. În anii 90. textul protocolului a fost înăsprit prin introducerea de restricții nu numai asupra producției, ci și asupra comerțului, exportului și importului oricăror echipamente frigorifice care conțin substanțe care epuizează stratul de ozon.
Federația Rusă și-a asumat obligații care decurg din Protocolul de la Montreal pentru protecția stratului de ozon. Conform deciziilor, R-502 a fost interzis din producție începând cu 1 ianuarie 1996. Pentru R-22, sunt stabilite date mai îndepărtate - reducerea producției și a utilizării din 2005 și interdicție totală incepand din 2020
Pentru a înlocui R-502 și R-22, principalii producători de produse chimice din lume au dezvoltat și produc amestecuri frigorifice de tranziție (care conțin CFC) și prietenoase cu ozonul (formate numai din CFC).
Agenții frigorifici de tranziție includ R-402, R-403B și R-408A, care pot fi utilizați în echipamentele existente. Majoritatea dintre aceste noi substanțe de lucru au apărut astăzi pe piața rusă.
Agenții frigorifici prietenoși cu ozonul R-507, R-404A, R-134A pot fi recomandați atât pentru funcționarea în echipamente noi, cât și pentru reconstrucția la temperaturi scăzute. sisteme de refrigerare. Sunt concepute pentru a înlocui R-22 în echipamentele de producție existente și actuale.
Pentru producători, devine din ce în ce mai dificil să selecteze rațional un agent frigorific pentru un anumit obiect. Prin urmare, problema utilizării substanțelor naturale ca agenți frigorifici, și în primul rând amoniacului, este acum cea mai relevantă pentru producătorii de echipamente frigorifice.
Instalațiile frigorifice cu amoniac funcționează de aproximativ 120 de ani. În Rusia, marea majoritate a cererii de frig pentru frigiderele staționare este asigurată de unitățile frigorifice cu amoniac.
În anii 90. si in Europa de Vest Utilizarea amoniacului s-a extins semnificativ deoarece:
Nu distruge stratul de ozon
Nu are efect direct asupra efectului termic global;
Are proprietăți termodinamice excelente;
Are un coeficient ridicat de transfer termic in timpul fierberii si condensului;
Are eficienta energetica ridicata in ciclul frigorific;
Are un cost redus, producția sa este accesibilă, problemele de inflamabilitate și toxicitate sunt acum rezolvabile, ceea ce o face atractivă pentru producătorii de echipamente frigorifice.
Mașini și unități frigorifice. O mașină de refrigerare este un set de mecanisme, aparate și instrumente conectate în serie într-un sistem de producție de refrigerare artificială. Combinațiile compacte, structurale ale elementelor individuale sau ale tuturor elementelor unei mașini de refrigerare se numesc unitate de refrigerare.
După tipul de agent frigorific utilizat, se disting unitățile frigorifice cu amoniac și freon. Conform caracteristicilor de proiectare ale compresoarelor, unitățile sunt împărțite în deschise și ermetice și condensatoare - cu răcire cu aer și apă.
In functie de compozitia elementelor incluse in acestea, unitatile frigorifice sunt compresor, compresor-condensator, evaporativ-reglator, evaporativ-condensator si unitati complexe. La întreprinderile comerciale se folosesc unități de compresor-condensare și, atunci când sunt răcite cu un purtător de căldură, se folosesc unități de reglare a evaporației.
Unitatea de compresor și condensator este formată dintr-un compresor, un condensator (răcire cu aer sau apă), un motor electric, dispozitive de automatizare și dispozitive auxiliare (receptoare, dezumidificatoare, schimbătoare de căldură etc.). Unitatea de reglare evaporativă este o legătură constructivă a vaporizatorului, a echipamentelor auxiliare, a stației de control și a dispozitivelor de automatizare. Unitățile complexe includ toate elementele mașinii de refrigerare.
Chillerele sunt furnizate separat și sunt complete cu echipamente de refrigerare comerciale. Setul de echipamente include o baterie evaporativă încorporată și o unitate frigorifică încorporată sau ambalată separat. Dacă unitatea este destinată a fi instalată în afara echipamentului, trebuie inclusă montarea conductelor de cupru.
Pentru răcirea camerelor prefabricate, dulapuri, contoare și vitrine, se folosesc unități frigorifice cu freon cu o capacitate de răcire de până la 3 mii kcal/h. Acestea sunt în principal unități de compresor și condensator, care se topesc pe freon-12 și freon-22. În funcție de locația motorului electric și de metoda de transmitere a energiei mecanice, se disting unitățile de tip deschis, precum și cele sigilate.
În unitățile de tip deschis, motorul electric este montat separat de compresor, iar transmiterea energiei mecanice se realizează printr-un mecanism cu curele de scripete.
Unitățile frigorifice ermetice sunt cele mai promițătoare. Etanșeitatea sistemului se realizează prin utilizarea unei carcase sudate, reducerea numărului de conexiuni detașabile și utilizarea unui termostat în locul unui presostat. În comparație cu unitățile de tip deschis, cele ermetice au avantaje semnificative.
Prin combinarea motorului și compresorului într-un singur ansamblu de arbore excentric, a fost eliminată necesitatea unei cutii de viteze. Acest lucru a făcut posibilă reducerea greutății și dimensiunilor compresorului și a unității și creșterea vitezei de rotație a arborelui la 3.000 rpm.
În unitatea ermetică, datorită reducerii numărului de conexiuni detașabile, absenței glandelor, scurgerea de freon a scăzut, ceea ce a făcut posibilă reducerea stocului său de lucru în sistem. S-a redus și consumul de funcționare al agentului frigorific, deoarece a dispărut nevoia de realimentare periodică a utilajelor.
Răcirea înfășurării motorului electric prin fluxul de vapori de freon aspirați a făcut posibilă creșterea sarcinii motorului electric, reducerea parametrilor, puterea, dimensiunile și greutatea acestuia. De exemplu, cu o capacitate de răcire egală, puterea nominală a motorului unei unități sigilate este cu 40% mai mică decât cea a unei unități de tip deschis. Ca urmare, consumul de energie este redus semnificativ.
Unitățile etanșate au o calitate importantă pentru magazine, în special pentru podele comerciale, - un nivel relativ scăzut de zgomot emis. Reducerea dimensiunilor unităților permite o utilizare mai rațională a spațiului de vânzare cu amănuntul din depozit, precum și capacitatea echipamentelor frigorifice comerciale.
Scopul și principiul funcționării elementelor individuale ale mașinilor sigilate este oarecum diferit de mașinile de tip deschis. Controlul automat al funcționării unei mașini frigorifice ermetice se realizează nu printr-un presostat, ci printr-un termostat (comutator de temperatură). Protecția motorului electric împotriva supraîncălzirii și a condensatorului împotriva suprapresiunii este asigurată de releul termic al compresorului.
Mai jos este o descriere a principalelor componente ale mașinilor frigorifice.
Unitățile frigorifice ACL 88TN (Fig. 35) și ACP 12TN, realizate pe baza compresoarelor licențiate Electrolux, sunt de dimensiuni mici și au un nivel redus de zgomot. Sunt destinate instalării în echipamente frigorifice comerciale de producție atât internă, cât și străină.
Orez. Unitate frigorifică ACL 88TN
Unitățile frigorifice BC 4000 (2) și VN 2000 (2) sunt unități cu compresoare scroll de la Copeland (Fig. 36).
Utilizarea unui compresor de tip scroll a crescut semnificativ fiabilitatea produsului în comparație atât cu compresoarele ermetice cu piston, cât și cu cele de tip deschis.Compresorul scroll nu are supape și, dacă este utilizat corect, nu se poate bloca.
Unitatea frigorifică VN 2000 (2) este utilizată în camere de temperatură joasă cu un volum de 12-14 m, unde poate asigura temperaturi de până la -18 C.
Unitatea frigorifică VS 4000 (2) este proiectată pentru răcirea camerelor de temperatură medie cu un volum de 24-30 m 3 Specificații unitățile frigorifice sunt date în tabel.
Orez. Unitate frigorifică BC 4000 (2)
Unități de condensare seria SM MX cu compresor ermetic și semiermetic (Fig. 3 7) cu protecție internă a motorului, panou electric de comandă, ferit de mediul exterior, pot fi instalate în exterior, pe stradă.
Specificațiile unităților frigorifice
| VN 2000(2) | BC4000(2) | ACI 88 IN | ACP12TN | |
| agent frigorific | R22 | R22 | R22 | R22 |
| Intervalul punctului de fierbere al agentului frigorific, °C | -45 -15 | -25 -5 | -25 -5 | -25 -5 |
| Temperatura ambiantă, °С | +5 +45 | +5 +45 | +5 +45 | +5 +45 |
| Capacitate de răcire la un punct de fierbere a agentului frigorific de 15°C (pentru VN 2000(2) la -35°C) și o temperatură ambientală de 20°C, W | 2010 | 4360 | 600 | 800 |
| Compresor | ZF09K4E Coreland | ZS21K4E Coreland | L88TN Electrolux | P12TN Electrolux |
| Tensiune motor electric, V. turație rpm | 380 3000 | 380 3000 | 220 3000 | 220 3000 |
| Dimensiuni, mm | 860x560x610 | 860x560x610 | 440x380x255 | 440x380x255 |
| Masa, kg | 90 | 90 | 30 | 30 |
Montat într-o carcasă din oțel galvanizat izolată fonic. Aparatele din seria SM și MX creează și mențin temperaturi de la 5 la -30 C.
Unitățile funcționează eficient în depozitele frigorifice ale întreprinderilor comerciale și sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru depozitele de răcire.
Monoblocul (Figura 3-8) este o singură unitate care include un compresor ermetic, un condensator de aer, un răcitor de aer și un panou de control electronic. Monoblocul se instalează pe camere frigorifice prefabricate cu o grosime a peretelui de cel mult 120 mm, montându-l într-un orificiu din panoul camerei pe perete sau tavan.
Orez. Unitate compresor-condensare
Fig 3 8. Monobloc
Sistemul split (Fig. 3.9) este un echipament frigorific complet echipat, format din două părți separate, utilizat pentru răcirea camerelor frigorifice staționare.
Orez. sistem split
Sistemul de automatizare asigură menținerea temperaturii necesare în camera frigorifică, protecție împotriva modurilor de urgență și dezghețarea periodică a răcitorului de aer.
Toate echipamentele sunt dotate cu monitoare de protecție care monitorizează tensiunea de alimentare.
Funcționează dintr-o rețea cu o tensiune de 220 sau 380 V, se menține rece la o temperatură ambientală de până la 45 ° C,
Cel mai mare producător mondial de compresoare cu capacitate de răcire de la 1 la 173 kW pentru echipamente frigorifice comerciale, aer condiționat, pompe de căldură este Copeland.
Sigilat compresoare cu piston„Copland” sunt fabricate conform specificațiilor care asigură utilizarea lor în orice zonă climatică globul, care se realizează datorită gamei largi de tensiuni de funcționare a motoarelor electrice. Aceste compresoare sunt fabricate pentru a funcționa cu agenți frigorifici certificati și uleiuri lubrifiante de înaltă calitate ale unor companii mondiale binecunoscute la temperaturi înalte (peste 0°C), temperatură medie (de la 0°C la -15°C) și temperatură scăzută (de la - 15°C până la -20°C).
Odată cu introducerea compresoarelor ermetice, a apărut și o nouă gamă de unități de condensare răcite cu aer. Această nouă gamă, cu multe dintre caracteristicile sale, atât standard, cât și personalizate, este concepută pentru a funcționa cu agenți frigorifici R-22 și R-134A ecologici. Are o gamă largă de performanțe și o eficiență energetică ridicată. Toate unitățile [au o funcționare silențioasă și lină.
Sunt oferite două game principale de unități. Gama HAN cu dimensiunea convențională a condensatorului este utilizată pentru a oferi:
Mod de depozitare standard, când temperatura produsului depozitat nu este cu mai mult de 10°C mai mare decât temperatura setată în depozit;
Compactitate și cost redus;
Funcționare în condiții temperatura normala mediu inconjurator.
Gama HAL cu un condensator mai puternic este utilizată atunci când:
Mărimea sarcinii pe unitate se modifică adesea și brusc în timp (când se încarcă periodic cantități mari de produs în același timp sau este nevoie de răcire rapidă a produselor, cum ar fi laptele);
Este necesar să se obțină o eficiență energetică ridicată, care să asigure costuri de operare reduse;
Lucrările se vor desfășura în condiții de temperatură ambientală ridicată.
Compresoarele de refrigerare fără etanșare Copland combină cele mai recente dezvoltări de design cu beneficiile celor mai noi agenți frigorifici. Compresoarele fără etanșare au performanțe ridicate, durată lungă de viață și o gamă largă de aplicații (funcționare la temperatură înaltă, medie și joasă).
Modelele DLH, D6C, Discus, precum și compresoarele în două trepte au dispozitive pentru conectarea unui comutator mecanic diferențial de presiune a uleiului sau a unui senzor electronic al sistemului de protecție a presiunii uleiului Sentronic.
Toate compresoarele fără etanșare sunt capabile de pornire directă. Disponibil și cu motoare cu comutare circuit electric de la „stea” la „triunghi” la pornire sau folosind o parte a înfășurării pentru a reduce curentul de pornire. Pentru conditii optime pornire fără sarcină, un dispozitiv special poate fi instalat pe toate modelele Discus, precum și pe modelele DLH.
Fiecare compresor este echipat cu un dispozitiv de protectie a motorului. La motoarele electrice monofazate este instalat un releu termic de protecție la suprasarcină. În motoarele electrice trifazate, termistorii sunt încorporați în înfășurarea motorului.
Echipamentul de control al capacității de răcire poate fi aplicat la toate compresoarele cu o singură treaptă 3, 4, 6 și 8 cilindri. Modulload a fost dezvoltat pentru compresoarele D3D cu un consum de energie deosebit de redus.
Pentru funcționarea la temperaturi foarte scăzute, modelele Discus ar trebui să fie utilizate cu răcire la cerere, care permite controlarea temperaturii de descărcare a compresorului prin injectarea unor cantități mici de agent frigorific lichid în compresor. Datorită sistemului de răcire la cerere, un compresor cu o singură treaptă devine o alternativă bună la unul cu două trepte. În cazul în care punctul de fierbere al agentului frigorific, în funcție de nevoie, trebuie să se schimbe semnificativ (de exemplu, de la -50 ° C la -20 ° C), sistemul de răcire la cerere devine mai rentabil.
Copland produce, de asemenea, compresoare duble (TWIN). Compresoarele duble sunt disponibile pentru toate modelele Discus și în două trepte, cu excepția celor cu răcire la cerere. Principalele avantaje ale compresoarelor duble sunt capacitatea de răcire dublă, modularea capacității de răcire redusă cu 50% și eficiența ridicată chiar și la sarcină parțială.
Pe baza majorității modelelor de compresoare fără gland, sunt produse unități de condensare răcite cu aer. Sunt livrate pline cu ulei, complet echipate cu automatizare și gata de funcționare. Suplimentar, la cererea clientului, pot fi instalate in ele: incalzitoare de carter, un regulator de turatie a ventilatorului (pentru controlul temperaturii de condensare), o carcasa de protectie pentru instalare in exterior, diverse modificari ale receptorului din punct de vedere al capacitatii.
Compresorul Copland scroll este unul dintre cele mai avansate compresoare ermetice utilizate în aplicațiile de aer condiționat, refrigerare la temperatură medie și pompe de căldură. Gama de temperaturi de fierbere de lucru ale compresorului scroll este de la pozitiv la -20°С.
În comparație cu compresoarele scroll cu piston ermetic sau fără etanșare, există avantaje semnificative, cum ar fi:
Fiabilitate ridicată și durată de viață extinsă datorită mai puține piese de compresie a agentului frigorific;
rezistență la suprasarcină;
Nivel scăzut de zgomot datorită absenței supapelor și mișcării alternative a pieselor, precum și unui grad ridicat de consistență în mișcarea pieselor datorită principiului brevetat „Compliance”;
Raport mai mare de alimentare cu agent frigorific datorită absenței spațiului „mort”;
Vibrații scăzute datorită compresiei netede și continue;
Productivitate crescută, stabilitate a compresorului atunci când impurități mecanice, produse de uzură sau agent frigorific lichid intră în zona de compresie;
Cuplu de pornire și curenți de pornire scăzuti (pornire fără sarcină), pentru modelele monofazate nu este nevoie de echipament de pornire;
Compact si usor.
Coeficientul de performanță al unui compresor scroll atunci când funcționează într-un mod standard european de aer condiționat ajunge la o valoare de 3,37 W față de 2,75-2,95 W pentru un omolog ermetic alternativ.
Pe piața de echipamente a apărut un compresor scroll la temperatură joasă de tip Glacier, care funcționează eficient și fiabil la căderi mari de presiune, poate funcționa cu agenți frigorifici R-22, R-404A, R-507, R-134A la temperaturi de fierbere scăzute. până la -45°C.
Compresoarele Copland de toate tipurile sunt furnizate cu ulei mineral pentru funcționarea R-22 sau ulei din poliester pentru funcționarea cu halon sau R-22 care nu afectează ozonul.
Compresoarele Scroll (Fig. 3.10) sunt proiectate pentru utilizarea în aparatele de aer condiționat din clădirile industriale, comerciale și de birouri.
Pe piata echipamentelor climatice, produsele Maneurop au o cerere deosebita. Compresoarele sale marca Performer, datorită nivel scăzut zgomot și grad ridicat de fiabilitate, satisfac toate cerințele de funcționare și întrebările consumatorului.
Instalând compresoare în perechi, trei sau patru la rând, se poate obține o capacitate a sistemului de răcire de până la 180 kW.
Caracteristica distinctivă a compresoarelor Performer este contactul de alunecare dintre volute, care, prin intermediul a două garnituri flotante patentate, asigură o etanșeitate axială perfectă și reduce stresul și deformarea.
Tehnologiile de prelucrare de înaltă precizie și moderne demonstrează că o simplă peliculă de ulei este ceea ce este necesar pentru a etanșa cu precizie capetele volutei, a reduce contactul dintre părțile în mișcare, a minimiza frecarea dintre ele, a crește eficiența volumetrică și a reduce vibrațiile, ceea ce garantează performanțe ridicate. și prelungește durata de viață a acestuia.
Orez. Compresor scroll Maneurop Performer
Avantajele compresoarelor scroll Regformer sunt:
Eficiență mai mare. Piese rotative controlate cu etanșări plutitoare și geometrie de scroll avansată
Nivel minim zgomot. Sistem eficient de echilibrare a compresorului și protecție împotriva vibrațiilor;
Fiabilitate sporită. Durată de viață prelungită datorită absenței frecării între spirale și răcirea motorului de către lichidul de răcire aspirat;
Ușurință de instalare. Majoritatea modelelor folosesc ca opțiune standard de conectare șuruburi de lipire sau pivotante. Dispozitivele de protecție împotriva rotației inverse, precum și protecția motorului electric în sine, fac parte integrantă din proiectare. Nu sunt necesare dispozitive suplimentare la instalarea compresorului;
stoc mare ulei și mai multă încărcătură de agent frigorific decât majoritatea celorlalte compresoare, viață mai lungă.
Culoarea corporativă a compresoarelor este albastru.
Danfoss Maneurop lucrează la extinderea gamei de putere de la 3,5 la 25 CP. și introduce noi agenți frigorifici. Pe lângă evoluțiile în utilizarea agenților frigorifici prietenoși cu ozonul R-407C și R-134A și în lupta pentru un mediu mai curat, Danfoss Maneurop a început să folosească agentul frigorific R-410A în compresoare cu o putere cuprinsă între 3,5 și 6,5 CP.
Alimentare frigorifică la distanță și centralizată
Schema tradițională de alimentare cu refrigerare a întreprinderilor comerciale se realizează pe baza unor unități separate, adică o unitate frigorifică separată funcționează pentru fiecare consumator.
Însă echiparea magazinelor cu echipamente frigorifice cu compresoare încorporate are ca rezultat costuri suplimentare pentru instalarea aparatelor de aer condiționat pentru a elimina câștigurile de căldură de la unitățile încorporate la podelele comerciale.
Intrările de căldură în podelele comerciale de la unitățile frigorifice încorporate în echipament conduc la o scădere a cifrei de afaceri și la o creștere a cheltuielilor neprevăzute.
Condițiile incomode pentru cumpărător (temperatură ridicată în platforma comercială și nivel ridicat de zgomot, mirosuri străine neplăcute) duc la faptul că acesta se grăbește să părăsească magazinul, ceea ce duce la o scădere a cifrei de afaceri;
Condițiile incomode pentru vânzători și personalul de service duc la o scădere a calității serviciilor, prin urmare, imaginea întreprinderii scade și cifra de afaceri scade;
Durata de viață a unităților încorporate este de 2-3 ori mai mică decât la utilizarea sistemelor de răcire la distanță și de 4-6 ori mai mică decât la utilizarea unităților centrale, ca urmare a creșterii costurilor de producție pentru întreținere și înlocuire a echipamentelor;
Funcționarea echipamentelor compresoare în condiții extreme cu temperatură și presiune de condensare extrem de ridicată provoacă defecțiuni frecvente ale echipamentelor, iar acest lucru duce la pierderi din deteriorarea produsului;
Cheltuieli suplimentare pentru aer condiționat crește costul total al întreprinderii pentru consumul de energie cu 20-30%.
Sistemele de alimentare cu frig mult mai eficiente care deservesc mai mulți consumatori sunt alimentarea cu frig la distanță și centralizată.
Alimentarea frigorifică la distanță este un sistem de refrigerare bazat pe unități autonome de compresor și condensator situate în camera mașinilor, izolate de spatii comerciale. În același timp, fiecare unitate poate asigura mai mulți consumatori cu frig.
Alimentarea centralizată cu frig (centrală) este un fel de sistem de alimentare cu frig la distanță. Este o unitate multi-compresoare cu un singur control cu microprocesor, de obicei bazată pe compresoare semi-ermetice cu piston sau scroll. Două circuite separate sunt utilizate pentru consumatorii de temperatură medie și joasă.
În prezent, astfel de instalații sunt cele mai utilizate în marile magazine alimentare și supermarketuri.
| Hipermarket (centru comercial) | Supermarket | Minimarket | |
| Capacitate totală de răcire, kW | |||
| inclusiv: pentru consumatori de temperatură medie (-10 °С) | |||
| pentru consumatori la temperatură joasă (-15 °С) | |||
| Central | Unități centrale / condensatoare | Unități compresor-condensare |
|
| Durată de viață medie, ani |
Atunci când se utilizează un sistem de răcire centralizată, nu numai costurile de operare sunt reduse semnificativ, ci de multe ori și costurile de capital. Și cu cât sunt mai mulți consumatori de frig, cu atât este mai profitabilă utilizarea aprovizionării cu frig centralizată.
Unitatea frigorifică centrală face posibilă utilizarea căldurii de condens pentru încălzire și încălzirea apei industriale.
In functie de capacitatea de racire si cerintele pentru reglarea acesteia, are de la 2 la 6 compresoare conectate in paralel si avand sisteme comune de refulare si aspirare. O astfel de unitate de compresie, izolată de spațiile comerciale și auxiliare, asigură frig la 20-25 de consumatori finali conectați la ea prin rețea frigorifică.
În plus, astfel de sisteme sunt proiectate cu rezerva de putere necesară, ceea ce permite întreținerea programată și reparațiile de urgență ale oricărei unități frigorifice fără pierderea echipamentului de răcire. Anterior, astfel de sisteme erau produse în principal de producători de prestigiu și scump mărci comerciale. În prezent, frigul central este disponibil pentru o gamă mai largă de consumatori.
Distingeți între instalațiile de temperatură medie și temperatură joasă sisteme centralizate cu o capacitate totală de răcire de până la 80 kW. Aceste sisteme vor da naștere unei linii de vitrine „fără sudură” și vor reduce nivelul de zgomot din platforma de tranzacționare la minimum.
Vezi fig.
Pentru răcirea apei sau a saramurului, precum și pentru răcirea directă a aerului în practica de aer condiționat, se folosesc surse naturale și artificiale de frig.
surse naturale rece poate fi apa arteziană, apa de râu de munte și gheață. La artificial sursele includ mașini de comprimare a vaporilor, abur-apă și mașini de refrigerare cu aer. În instalațiile de aer condiționat, cel mai des sunt utilizate mașinile de compresie a vaporilor.
Răcirea și dezumidificarea aerului au loc adesea la o temperatură inițială a apei de 8-10 °. Apa la aceasta temperatura poate fi obtinuta din izvoare arteziene. În zonele muntoase, temperatura apei râului nu depășește de obicei 5 °. În cazul utilizării apei arteziene sau dintr-un râu de munte, este necesară schimbarea continuă a apei pe măsură ce temperatura acesteia crește. Apa rece in astfel de instalatii, direct din retea sau cu pompare, este alimentata la aparatul de aer conditionat, unde este incalzita, si apoi evacuata in canalizare sau folosita pentru nevoi industriale.
Utilizarea apei arteziene în unele cazuri are avantaje economice binecunoscute în comparație cu sursele artificiale de frig. Dacă sunt necesare scurgeri lungi pentru a devia apa încălzită într-un rezervor, fezabilitatea utilizării apei arteziene ar trebui stabilită prin comparații tehnice și economice.
Unul dintre dezavantajele apei arteziene ca sursă de frig este temperatura sa destul de ridicată, care în unele cazuri nu permite asigurarea uscării necesare a aerului procesat.
Gheața poate fi folosită ca sursă de rece pentru unitățile mici de aer condiționat. În același timp, calitatea gheții trebuie să îndeplinească cerințele sanitare și igienice.
Sursele de frig artificiale, spre deosebire de cele naturale, au avantajul că nu este necesară reumplerea mediului de răcire din ele.
Procesele care au loc la mașinile frigorifice cu compresie de vapori sunt asociate cu o modificare a stării de agregare a agentului frigorific care circulă în sistem.
Dacă presiunea este redusă la 0,007 bar, atunci apa va începe să fiarbă la o temperatură de numai 4 ° C - acestea sunt proprietățile sale. În acest caz, ar fi suficient să aduceți un lichid de răcire cu o temperatură, de exemplu, de 10 ° C în ibric, iar cu ajutorul acestui lichid de răcire, apa din ibric ar fierbe, ca de la flacăra unui arzător cu gaz. , iar acest lichid de răcire s-ar răci, de exemplu, la o temperatură de 7 ° C, la fel cum produsele de ardere a gazelor sunt răcite sub un fierbător de fierbere. Un lichid de răcire răcit de la 10 la 7 °C se numește lichid de răcire și poate fi utilizat cu succes, de exemplu, în sistemele de aer condiționat.
În evaporatorul ABKhM au loc astfel de procese. Ca agent frigorific în această mașină, freonii nu sunt folosiți, ci ca într-un ibric - apă obișnuită care fierbe într-un evaporator, presiunea în interiorul căreia este aproape de vidul absolut.
În același timp, frigiderul ar trebui să fie totuși ceva mai complicat decât fierbătorul. Vidul din evaporator va dispărea de îndată ce aburul începe să se formeze din apă. Pentru a preveni acest lucru, aburul trebuie îndepărtat. La mașinile de refrigerare convenționale cu compresor, vaporii generați de fierberea agenților frigorifici sunt aspirați de către compresor. Teoretic, ar fi posibil să aspirați vaporii de apă cu un compresor, dar în practică această problemă este dificil de rezolvat, deoarece volumul specific de vapori de apă la presiune joasă este foarte mare și ar fi necesar un compresor excesiv. marime mare. În acest moment, ideea unei mașini de refrigerare a apei ar fi putut intra în domeniul fanteziei dacă nu ar fi fost descoperită o astfel de substanță precum o soluție de bromură de litiu în apă. O caracteristică a acestei soluții este capacitatea sa de a absorbi cu nerăbdare (științific - „absorbi”) vaporii de apă. Dacă este pulverizat în același volum cu evaporatorul soluție concentrată bromură de litiu, numită absorbant, atunci vidul din acest volum va rămâne, deoarece vaporii vor intra în soluție. Adevărat, absorbantul își va pierde foarte curând capacitatea de absorbție, căldura va fi transferată în apa reciclată care circulă prin serpentina absorbantului și eliminată în atmosferă prin turnul de răcire.
O soluție slabă din absorbantul A este pompată de pompa 3 către generatorul G, prin tuburile cărora circulă lichidul de răcire de la sursa de căldură T. Sub influența acestei călduri, vaporii din soluția slabă se evaporă și se repetă prin obloane (figurate). printr-o săgeată) în spațiul condensatorului K răcit de apă în circulație, pe tuburile cărora se vor condensa vaporii, condensatul se va întoarce în evaporatorul I, iar soluția de bromură de litiu parțial deshidratată (concentrată) va reveni la absorbant. Concentrația de sare din soluție scade și, în același timp, capacitatea sa de absorbție se deteriorează. Pentru a menține capacitatea de absorbție a soluției la o constantă nivel inalt, trebuie să evaporați excesul de abur din el. Și pentru evaporare nu există energie mai potrivită decât căldura.
Invenție: la frigider. Esența invenției: frigul se obține prin comprimarea și expandarea unui agent frigorific pe bază de fluor. Hexafluorurile anorganice sau amestecurile acestora sunt utilizate ca agent frigorific.
SUBSTANȚA: invenția se referă la inginerie frigorifică și poate fi utilizată în mașini de energie frigorifică cu gaz și pompe de căldură care conțin un compresor și un expandor, în principal de tip turbină sau centrifugă. Metoda din stadiul tehnicii de producere a frigului într-o instalație frigorifică prin comprimarea unui agent frigorific gazos într-un turbocompresor și extinderea într-un turboexpansor (vezi ed. St. URSS N 169543, clasa F 25 B 11/00, 1965; ed. St. URSS N 183773, clasa F 25 B 9/00, 1966, autor St. URSS N 1433193, clasa F 25 B 9/00, 1990, autor St. URSS N 1778468, clasa F 25 B 9/00, 1992 sau brevet Marea Britanie N 2174792, clasa F4H 1986). În acest caz, aerul, azotul, hidrogenul, heliul, xenonul, freonii sau amestecurile de gaze sunt folosite ca agent frigorific gazos, ca, de exemplu, în ed.St. URSS N 565052, clasa. F 25 B 9/00, 1977; ed. Sf. URSS N 802348, clasa. F 25 B 9/00.1981. Cea mai apropiată de invenție este o metodă de obținere a frigului într-o instalație frigorifică prin comprimarea unui agent frigorific gazos într-un turbocompresor și expansiunea într-un turboexpansor (vezi ed.St. URSS N 473740, clasa F 25 B 11/00, 1975), în care ca agent frigorific este un amestec de gaze pe bază de compuși de fluor care conțin octafluorociclobutan FS-318 (C 4 F 8) și difluorclormetan F-22 (CHClF 2). Cu toate acestea, acest agent frigorific are un efect negativ asupra mediului asupra stratului de ozon. Invenția are ca scop extinderea opțiunii de agenți frigorifici gazoși pentru mașini frigorifice electrice sau pompe de căldură cu capacitate termică mare, oferind o creștere a capacității de răcire și o scădere a parametrilor de greutate și dimensiune a turbomașinilor utilizate ca compresor și expandator (expander) cu producţie în principal la rece. Soluția acestei probleme este asigurată de faptul că în metoda de obținere a frigului într-o instalație frigorifică prin comprimarea unui agent frigorific gazos pe bază de compuși de fluor într-un turbocompresor și expansiunea într-un turboexpansor, ca agent frigorific se folosesc hexofluoruri anorganice sau un amestec al acestora. . Utilizarea hexofluorurilor anorganice grele ca agent frigorific în extinderea opțiunii mediu de lucru pentru a asigura diverși parametri de funcționare ai unei mașini frigorifice sau ai unei pompe de căldură, permite creșterea capacității de răcire datorită capacității și densității lor mari de căldură și reducerea dimensiunilor turbocompresorului și turboexpansorului datorită posibilității de funcționare la turații mici ale rotorului. La implementarea metodei, indiferent de proiectarea circuitului unei anumite unităţi de refrigerare sau pompe de căldură, o hexofluorura anorganică circulă în stare gazoasă, de exemplu XeF6; WF6; MoF6; UF6 sau un amestec al acestor gaze. Tipul specific de compus hexofluorură în acest caz este determinat în funcție de combinația optimă a parametrilor de regim necesar cu proprietățile termofizice ale agentului frigorific prin calcul.
Revendicare
O metodă de producere a frigului într-o unitate frigorifică prin comprimarea unui agent frigorific gazos pe bază de compuși de fluor și extinderea acestuia, caracterizată prin aceea că sunt folosite ca agent frigorific hexafluoruri anorganice XeF6, WF6, MoF6, UF6 sau amestecuri ale acestora.
Brevete similare:
Invenţia se referă la domeniul frigorific, în special, la instalaţiile de turbocompresoare şi poate fi utilizată pentru răcirea sau congelarea diferitelor produse, atât în condiţii staţionare, cât şi în vehicule, de exemplu, pe nave
Invenția se referă la tehnica comprimarii gazelor, și mai precis la compresoare pentru comprimarea agentului frigorific și a vaporilor de gaz, cu temperaturi finale ridicate la sfârșitul compresiei, și concepute pentru a funcționa ca parte a atelierelor de compresoare industriale în toate domeniile de utilizare a materialelor artificiale. frig și comprimarea aerului și a altor gaze
Invenția se referă la refrigerare, și mai precis la metode de răcire (instalații pentru implementarea lor și colectoare de distribuție ale unor astfel de instalații), în care diferite produse sau produse situate într-un volum închis sunt răcite cu ajutorul unui lichid criogenic furnizat la un volum dat, încălzit, se evapora si formeaza cu mediul gazos aflat in acest volum, diverse circuite de circulatie spalandu-se produsele sau produsele introduse in volum.
-> 13.04.2011 - Metode de obtinere a frigului si caracteristicile surselor de racire
Răcerea se reduce la o scădere a conținutului de căldură într-un solid, lichid sau gaz. Răcirea este procesul de îndepărtare a căldurii, care duce la o scădere a temperaturii sau la o schimbare a stării de agregare a unui corp fizic. Distingeți răcirea naturală și artificială.
Răcire naturală este îndepărtarea căldurii din corpul răcit către mediu. Cu această metodă, temperatura corpului răcit poate fi redusă doar la temperatura ambiantă. Acesta este cel mai simplu mod de a se răci fără a pierde energie.
răcire artificială este răcirea corpului sub temperatura ambiantă. Pentru răcirea artificială se folosesc mașinile frigorifice sau unitățile frigorifice. Această metodă de răcire necesită energie.
Există mai multe moduri de a obține răceala artificială. Cel mai simplu este răcirea cu gheață sau zăpadă. Răcirea cu gheață are un dezavantaj semnificativ - temperatura de răcire este limitată de temperatura de topire a gheții. Ca răcitoare, se utilizează apă gheață, amestecuri de gheață-sare, gheață carbonică și agenți frigorifici lichizi (freoni și amoniac).
Răcirea cu gheață-sare se realizează cu apă zdrobită, gheață și sare. Datorită adăugării de sare, viteza de topire a gheții este crescută și temperatura de topire a gheții este scăzută. Răcirea cu gheață carbonică se bazează pe acțiunea dioxidului de carbon solid - atunci când căldura este absorbită, gheața carbonică trece de la starea solidă la starea gazoasă. Cu gheață carbonică, puteți obține o temperatură mai scăzută decât cu gheață de apă: efectul de răcire a 1 kg de gheață carbonică este de aproape 2 ori mai mare decât cel al 1 kg de gheață de apă, nu apare umiditate în timpul răcirii, gazul de dioxid de carbon eliberat are proprietăți conservante, contribuie la o mai bună conservare a produselor. Gheața carbonică este utilizată pentru transportul produselor congelate, răcirea înghețatei ambalate, depozitare
Cea mai comună și convenabilă în funcționare este răcirea mașinii. În comparație cu alte tipuri de refrigerare, refrigerarea automată are următoarele avantaje:
- posibilitatea de a crea o temperatură scăzută pe o gamă largă;
- automatizarea procesului de răcire;
- accesibilitate şi întreținere si etc.
Răcirea mașinilor a devenit cea mai utilizată în comerț datorită mai multor avantaje:
- întreținere automată temperatura constanta depozitare in functie de tipul produselor;
- utilizare rațională capacitate utila pentru racirea alimentelor, intretinere usoara;
- rentabilitate ridicată și posibilitatea creării condițiilor sanitare și igienice necesare pentru depozitarea produselor.
Refrigerarea mașinii se bazează pe proprietatea unor substanțe de a fierbe la o temperatură scăzută, în timp ce absorb un numar mare de căldură din mediu. Astfel de substanțe se numesc agenți frigorifici (refrigeranți).
Refrigeranti- Acestea sunt substanțele de lucru ale mașinilor frigorifice cu abur, cu ajutorul cărora se obțin temperaturi scăzute. Agenții frigorifici trebuie să aibă o căldură mare de vaporizare, punct de fierbere scăzut, conductivitate termică ridicată. În același timp, agenții frigorifici nu trebuie să fie explozivi, inflamabili sau otrăvitori. Costul agenților frigorifici este important. Freonul 12, freonul 22 și amoniacul sunt cele mai potrivite pentru aceste cerințe. Freonul intră în întreprinderile comerciale în cilindri metalici, vopsiți în culoarea aluminiu și etichetați R12 sau.
Funcționarea unei mașini frigorifice cu compresie de abur Ciclu standard.
Ciclu de răcire cu compresie a aburului este un proces termodinamic în care un agent frigorific lichid se vaporizează, se comprimă și se condensează într-un ciclu continuu pentru a răci o cameră sau un spațiu.
Ciclul termodinamic- acestea sunt două sau mai multe procese conectate care, în cele din urmă, readuc fluidul de lucru la starea sa inițială Ciclul proceselor conectate ale unui sistem de refrigerare a mașinii se numește ciclul unei mașini de refrigerare cu compresie de vapori. Un ciclu simplu de răcire cu compresie a aburului.
Un ciclu simplu de răcire cu compresie a aburului constă din patru procese de bază: expansiune, evaporare, compresie și condensare. În aceste procese, presiunea, temperatura și starea agentului frigorific se modifică. În fiecare proces individual, proprietățile agentului frigorific se modifică. Dar la sfârșitul ultimului proces, agentul frigorific revine la starea inițială cu aceleași calități pe care le avea la începutul primului proces și se formează un ciclu. Componentele pentru realizarea acestor procese sunt prezentate în secțiunea anterioară.
Pentru a înțelege ciclul răcitorului cu compresie a aburului, este necesar să luați în considerare mai întâi fiecare proces separat. Când înțelegeți procese individuale se pot analiza în raport cu alte procese care alcătuiesc ciclul. Este necesar să se înțeleagă interrelația dintre procese, deoarece modificările dintr-un proces provoacă modificări corespunzătoare în altele care alcătuiesc ciclul unui răcitor de comprimare cu abur.
Agentul frigorific din recipient este lichid și stări gazoase la temperatură și presiune ridicată. În timpul ciclului, agentul frigorific lichid trece în linia de lichid și apoi în controlerul debitului de agent frigorific.
Agentul frigorific de la intrarea regulatorului de debit este în stare lichidă la temperatură și presiune ridicate. Pe măsură ce agentul frigorific trece prin orificiul mic din supapă sau tubul capilar, presiunea acestuia este redusă la cea a evaporatorului. Reducerea presiunii agentului frigorific produce o scădere corespunzătoare a temperaturii de saturație a agentului frigorific lichid. Ca urmare, o parte din agentul frigorific fierbe și scade temperatura restului de lichid. Amestecul vapori-lichid iese din regulatorul debitului de agent frigorific și intră în evaporator.
Agent frigorific la intrarea în evaporator Este un amestec rece vapori-lichid cu temperatură și presiune scăzute. Restul lichidului se evaporă la temperatura de saturație, corespunzătoare presiunii din evaporator. Lichidul care se evaporă absoarbe căldura latentă din cameră. Vaporii care ies din evaporator sunt usor supraincalziti pentru a preveni intrarea lichidului in compresor.
Agent frigorific la admisia compresorului este abur supraîncălzit la o temperatură și presiune mai scăzute. Compresorul provoacă mișcarea agentului frigorific din cauza zonei de joasă presiune din cilindri în timpul aspirației. Deoarece presiunea din cilindru este mai mică decât presiunea vaporilor din evaporator, agentul frigorific curge prin conducta de aspirație către compresor datorită diferenței de presiune. În conducta de aspirație, aburul absoarbe căldură din mediu, ceea ce îi crește și mai mult supraîncălzirea. În timpul compresiei, temperatura și presiunea aburului cresc, iar aburul încălzit sub presiune este aruncat în conducta de refulare.
Agent frigorific la admisia condensatorului Este abur supraîncălzit la temperatură și presiune ridicată. Deoarece temperatura ambientală a condensatorului este mai mică decât temperatura de saturație a vaporilor, agentul frigorific se condensează. Astfel, căldura latentă de vaporizare absorbită în evaporator este transferată în exteriorul camerei. În momentul în care agentul frigorific ajunge la fundul condensatorului, acesta a emis suficientă căldură uscată și latentă pentru a se condensa și a deveni ușor mai rece. Lichidul părăsește condensatorul și intră în receptor în aceeași stare în care l-a lăsat. Ciclul se încheie.1
