Холодильные машины

Холодильные машины служат для понижения температуры охлаждаемого тела ниже температуры окружающей среды и для поддержания низкой температуры.

Отводимое при охлаждении тепло воспринимается в круговом процессе рабочим веществом холодильной машины - холодильным агентом, температура которого должна быть ниже температуры охлаждаемого тела.

Низкая температура холодильного агента достигается за счет испарения (кипения) его при соответствующем этой температуре давлении.

Производство холода обусловлено затратой в холодильных машинах механической или тепловой энергии.

Тепло (Q₀ ккал/ч; в системе СИ - Вт), отводимое от охлаждаемого тела в результате испарения холодильного агента при низкой температуре, передается затем охлаждающей среде - воде или воздуху - при более высокой температуре. Для передачи тепла от низкого температурного уровня к более высокому необходима затрата механической работы AL кгс·м/ч, которая превращается в тепло и передается затем охлаждающей среде.

Следовательно, при круговом процессе количество отводимого в среду тепла равно (в ккал/ч)

где А = 1/427 - тепловой эквивалент работы, ккал/кгс·м;

L - затрата механической работы, кгс·м/ч.

В холодильных машинах происходит циркуляция одного и того же количества холодильного агента, меняющего свое агрегатное состояние при испарении и конденсации.

В зависимости от способа осуществления кругового процесса паровые холодильные машины подразделяются на компрессионные, абсорбционные и пароэжекторные.

Холодильные машины - это совокупность теплообменных аппаратов и таких устройств, которые необходимы в рабочем цикле для отвода тепла при низкой температуре и осуществления передачи тепла к охлаждающей среде с более высокой температурой.

Основные части холодильной машины (рис. 42): испаритель, конденсатор, компрессор и регулирующий вентиль, соединенные между собой трубопроводами, - образуют замкнутую систему. Испаритель служит для кипения в нем холодильного агента при низкой температуре за счет теплоты, отводимой от охлаждаемой среды.

Рис. 42. Схема холодильной машины с отделителем жидкости и переохладителем: 1 - испаритель; 2 - отделитель жидкости; 3 - компрессор; 4 - конденсатор; 5 - переохладитель; 6 - регулирующий вентиль

Компрессор предназначен для отсасывания паров из испарителя и сжатия их при затрате механической энергии и соответствующем повышении давления и температуры паров. Конденсатор предназначен для сжижения паров и отвода от них теплоты конденсации, осуществляемого при температуре паров более высокой, чем температура охлаждающей среды - воды или воздуха.

Регулирующий вентиль служит для дросселирования жидкого холодильного агента с соответствующим понижением его давления и температуры.

Холодопроизводительность паровых компрессионных холодильных машин

Холодопроизводительность машины, или ее охлаждающая способность, - количество тепла, которое она в состоянии отнять от охлаждаемой среды в течение часа. В зависимости от температурных условий холодопроизводительность машины меняется в больших пределах.

По величине холодопроизводительности компрессионные машины подразделяются условно на мелкие (до 5000 ккал/ч), малые (5000-50000 ккал/ч), средние (50000-500000 ккал/ч) и крупные (свыше 500000 ккал/ч).

Холодопроизводительность компрессионной машины характеризуется температурными условиями ее работы: температурами кипения t₀, конденсации t_к, переохлаждения t_п и всасывания t_вс.

Для сравнения оценки работы холодильных машин приняты особые температурные условия их работы, относящиеся к условной номинальной холодопроизводительности. В качестве условных групп температур приняты: нормальные Н и стандартные С (табл. 177).

Таблица 177. Температуры номинальной холодопроизводительности одноступенчатых паровых холодильных машин (для аммиачных компрессоров)