Холодильная машина это: Холодильная машина | это… Что такое Холодильная машина?

Холодильная машина | это… Что такое Холодильная машина?

        устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды. Х. м. используются для получения температур от 10 °С до —150 °С. Область более низких температур относится к криогенной технике (См. Криогенная техника). Х. м. работают по принципу теплового насоса (См. Тепловой насос) — отнимают теплоту от охлаждаемого тела и с затратой энергии (механической, тепловой и т.д.) передают её охлаждающей среде (обычно воде или окружающему воздуху), имеющей более высокую температуру, чем охлаждаемое тело. Работа Х. м. характеризуется их Холодопроизводительностью, которая для современных машин лежит в пределах от нескольких сотен вт до нескольких Мвт.

         В холодильной технике (См. Холодильная техника) находят применение несколько систем Х. м. — парокомпрессионные, абсорбционные, пароэжекторные и воздушно-расширительные, работа которых основана на том, что рабочее тело (Холодильный агент) за счёт затраты внешней работы совершает обратный круговой термодинамический процесс (холодильный цикл (См.

Холодильные циклы)). В парокомпрессионных, абсорбционных и пароэжекторных Х. м. для получения эффекта охлаждения используют кипение низкокипящих жидкостей. В воздушно-расширительных Х. м. охлаждение достигается за счёт расширения сжатого воздуха в Детандере.

         Первые Х. м. появились в середине 19 в. Одна из старейших Х. м. — абсорбционная. Её изобретение и конструктивное оформление связано с именами Дж. Лесли (Великобритания, 1810), Ф. Карре (Франция, 1850) и Ф. Виндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная машина, работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсом (Великобритания, 1834). Позднее были созданы аналогичные машины с использованием в качестве хладагента метилового эфира и сернистого ангидрида. В 1874 К. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную Х. м., которая положила начало холодильному машиностроению.

         Парокомпрессионные Х. м. — наиболее распространённые и универсальные Х. м. Основными элементами машин данного типа являются (рис. 1) испаритель, Холодильный компрессор, Конденсатор и терморегулирующий (дроссельный) вентиль — ТРВ, которые соединены трубопроводом, снабженным запорной, регулирующей и предохранительной арматурой. Ко всем элементам Х. м. предъявляется требование высокой герметичности. В зависимости от вида холодильного компрессора парокомпрессионные машины подразделяются на поршневые, турбокомпрессорные, ротационные и винтовые.

         В парокомпрессионной Х. м. осуществляется замкнутый цикл циркуляции хладагента. В испарителе хладагент кипит (испаряется) при пониженном давлении p_kи низкой температуре. Необходимая для кипения теплота отнимается от охлаждаемого тела, вследствие чего его температура понижается (вплоть до температуры кипения хладагента). Образовавшийся пар отсасывается компрессором, сжимается в нём до давления конденсации

p_k и подаётся в конденсатор, где охлаждается водой или воздухом. Вследствие отвода теплоты от пара он конденсируется. Полученный жидкий хладагент через ТРВ, в котором происходит снижение его температуры и давления, возвращается в испаритель для повторного испарения, замыкая таким образом цикл работы машины. Для повышения экономической эффективности Х. м. (снижения затрат энергии на единицу отнятого от охлаждаемого тела количества теплоты) иногда перегревают пар, всасываемый компрессором, и переохлаждают жидкость перед дросселированием. По этой же причине для получения температур ниже —30 °С используют многоступенчатые или каскадные Х. м. В многоступенчатых Х. м. сжатие пара производится последовательно в несколько ступеней с охлаждением его между отдельными ступенями. При этом в двухступенчатых Х. м. получают температуру кипения хладагента до —80 °С. В каскадных Х. м., представляющих собой несколько последовательно включенных Х. м., которые работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до —150 °С.

         Абсорбционная Х. м. (рис. 2) состоит из кипятильника, конденсатора, испарителя, Абсорбера, насоса и ТРВ. Рабочим веществом в абсорбционных Х. м. служат растворы двух компонентов (бинарные растворы) с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более низкой температуре, выполняет функцию хладагента; второй служит абсорбентом (поглотителем). В области температур от 0 до —45 °С применяются машины, где рабочим веществом служит водный раствор аммиака (хладагент — аммиак). При температурах охлаждения выше 0 °С преимущественно используют абсорбционные машины, работающие на водном растворе бромида лития (хладагент — вода). В испарителе абсорбционной Х. м. происходит испарение хладагента за счёт теплоты, отнимаемой от охлаждаемого тела. Образующиеся при этом пары поглощаются в абсорбере. Полученный концентрированный раствор перекачивается насосом в кипятильник, где за счёт подвода тепловой энергии от внешнего источника из него выпаривается хладагент, а оставшийся раствор вновь возвращается в абсорбер.

Что касается газообразного хладагента, то он из кипятильника направляется в конденсатор, конденсируется там и затем поступает через ТРВ в испаритель на повторное испарение. Применение абсорбционных машин весьма выгодно на предприятиях, где имеются вторичные энергоресурсы (отработанный пар, горячая вода, отходящие газы промышленных печей и т.д.). Абсорбционные Х. м. изготавливают одно- или двухступенчатыми.

         Пароэжекторная Х. м. состоит из (рис. 3) эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и ТРВ. Хладагентом служит вода, в качестве источника энергии используется пар давлением 0,3—1 Мн/м² (3—10 кгс/см²), который поступает в сопло Эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, как следствие, в испарителе машины создаётся пониженное давление, которому соответствует температура кипения воды несколько выше 0 °С (обычно порядка 5 °С). В испарителе за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой потребителю холода воды. Отсосанный из испарителя пар, а также рабочий пар эжектора поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая теплоту охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подаётся в испаритель для пополнения убыли охлаждаемой воды.

         Воздушно-расширительные Х. м. относятся к классу холодильно-газовых машин (См. Холодильно-газовые машины). Хладагентом служит воздух. В области температур примерно до —80 °С экономическая эффективность воздушных машин ниже, чем парокомпрессионных. Более экономичными являются регенеративные воздушные Х. м., в которых воздух перед расширением охлаждается либо в противоточном теплообменнике, либо в теплообменнике-регенераторе. В зависимости от давления используемого сжатого воздуха воздушные Х. м. подразделяются на машины высокого и низкого давления. Различают воздушные машины, работающие по замкнутому и разомкнутому циклу.

         Лит.: Холодильные машины, под ред. Н. Н. Кошкина, М., 1973: Холодильная техника. Энциклопедический справочник, т.

1—3, М., 1960—62.

         А. Н. Фомин.

        

        Рис. 1. Схема парокомпрессионной холодильной машины: 1 — испаритель; 2 — компрессор; 3 — конденсатор; 4 — теплообменник; 5 — терморегулирующий вентиль.

        

        Рис. 2. Схема абсорбционной холодильной машины: 1 — испаритель; 2 — абсорбер; 3 — насос; 4 — терморегулирующий вентиль; 5 — кипятильник; 6 — конденсатор.

        

        Рис. 3. Схема пароэжекторной холодильной машины: 1 — эжектор; 2 — испаритель; 3 — потребитель холода; 4 — насос; 5 — терморегулирующий вентиль; 6 — конденсатор.

ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА – это что такое ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

        устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды. Х. м. используются для получения температур от 10 °С до —150 °С. Область более низких температур относится к криогенной технике (См. Криогенная техника). Х. м. работают по принципу теплового насоса (См. Тепловой насос) — отнимают теплоту от охлаждаемого тела и с затратой энергии (механической, тепловой и т.д.) передают её охлаждающей среде (обычно воде или окружающему воздуху), имеющей более высокую температуру, чем охлаждаемое тело. Работа Х. м. характеризуется их Холодопроизводительностью, которая для современных машин лежит в пределах от нескольких сотен вт до нескольких Мвт.

         В холодильной технике (См. Холодильная техника) находят применение несколько систем Х. м. — парокомпрессионные, абсорбционные, пароэжекторные и воздушно-расширительные, работа которых основана на том, что рабочее тело (Холодильный агент) за счёт затраты внешней работы совершает обратный круговой термодинамический процесс (холодильный цикл (См. Холодильные циклы)). В парокомпрессионных, абсорбционных и пароэжекторных Х. м. для получения эффекта охлаждения используют кипение низкокипящих жидкостей. В воздушно-расширительных Х. м. охлаждение достигается за счёт расширения сжатого воздуха в Детандере.

         Первые Х.м. появились в середине 19 в. Одна из старейших Х. м. — абсорбционная. Её изобретение и конструктивное оформление связано с именами Дж. Лесли (Великобритания, 1810), Ф. Карре (Франция, 1850) и Ф. Виндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная машина, работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсом (Великобритания, 1834). Позднее были созданы аналогичные машины с использованием в качестве хладагента метилового эфира и сернистого ангидрида. В 1874 К. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную Х. м., которая положила начало холодильному машиностроению.

         Парокомпрессионные Х. м. — наиболее распространённые и универсальные Х. м. Основными элементами машин данного типа являются (рис. 1) испаритель, Холодильный компрессор, Конденсатор и терморегулирующий (дроссельный) вентиль — ТРВ, которые соединены трубопроводом, снабженным запорной, регулирующей и предохранительной арматурой. Ко всем элементам Х. м. предъявляется требование высокой герметичности. В зависимости от вида холодильного компрессора парокомпрессионные машины подразделяются на поршневые, турбокомпрессорные, ротационные и винтовые.

         В парокомпрессионной Х. м. осуществляется замкнутый цикл циркуляции хладагента. В испарителе хладагент кипит (испаряется) при пониженном давлении p_kи низкой температуре. Необходимая для кипения теплота отнимается от охлаждаемого тела, вследствие чего его температура понижается (вплоть до температуры кипения хладагента). Образовавшийся пар отсасывается компрессором, сжимается в нём до давления конденсации p_k и подаётся в конденсатор, где охлаждается водой или воздухом. Вследствие отвода теплоты от пара он конденсируется. Полученный жидкий хладагент через ТРВ, в котором происходит снижение его температуры и давления, возвращается в испаритель для повторного испарения, замыкая таким образом цикл работы машины. Для повышения экономической эффективности Х. м. (снижения затрат энергии на единицу отнятого от охлаждаемого тела количества теплоты) иногда перегревают пар, всасываемый компрессором, и переохлаждают жидкость перед дросселированием. По этой же причине для получения температур ниже —30 °С используют многоступенчатые или каскадные Х. м. В многоступенчатых Х. м. сжатие пара производится последовательно в несколько ступеней с охлаждением его между отдельными ступенями. При этом в двухступенчатых Х. м. получают температуру кипения хладагента до —80 °С. В каскадных Х. м., представляющих собой несколько последовательно включенных Х. м., которые работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до —150 °С.

         Абсорбционная Х. м. (рис. 2) состоит из кипятильника, конденсатора, испарителя, Абсорбера, насоса и ТРВ. Рабочим веществом в абсорбционных Х. м. служат растворы двух компонентов (бинарные растворы) с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более низкой температуре, выполняет функцию хладагента; второй служит абсорбентом (поглотителем). В области температур от 0 до —45 °С применяются машины, где рабочим веществом служит водный раствор аммиака (хладагент — аммиак). При температурах охлаждения выше 0 °С преимущественно используют абсорбционные машины, работающие на водном растворе бромида лития (хладагент — вода). В испарителе абсорбционной Х. м. происходит испарение хладагента за счёт теплоты, отнимаемой от охлаждаемого тела. Образующиеся при этом пары поглощаются в абсорбере. Полученный концентрированный раствор перекачивается насосом в кипятильник, где за счёт подвода тепловой энергии от внешнего источника из него выпаривается хладагент, а оставшийся раствор вновь возвращается в абсорбер. Что касается газообразного хладагента, то он из кипятильника направляется в конденсатор, конденсируется там и затем поступает через ТРВ в испаритель на повторное испарение. Применение абсорбционных машин весьма выгодно на предприятиях, где имеются вторичные энергоресурсы (отработанный пар, горячая вода, отходящие газы промышленных печей и т. д.). Абсорбционные Х. м. изготавливают одно- или двухступенчатыми.

         Пароэжекторная Х. м. состоит из (рис. 3) эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и ТРВ. Хладагентом служит вода, в качестве источника энергии используется пар давлением 0,3—1 Мн/м² (3—10 кгс/см²), который поступает в сопло Эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, как следствие, в испарителе машины создаётся пониженное давление, которому соответствует температура кипения воды несколько выше 0 °С (обычно порядка 5 °С). В испарителе за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой потребителю холода воды. Отсосанный из испарителя пар, а также рабочий пар эжектора поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая теплоту охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подаётся в испаритель для пополнения убыли охлаждаемой воды.

         Воздушно-расширительные Х. м. относятся к классу холодильно-газовых машин (См. Холодильно-газовые машины). Хладагентом служит воздух. В области температур примерно до —80 °С экономическая эффективность воздушных машин ниже, чем парокомпрессионных. Более экономичными являются регенеративные воздушные Х. м., в которых воздух перед расширением охлаждается либо в противоточном теплообменнике, либо в теплообменнике-регенераторе. В зависимости от давления используемого сжатого воздуха воздушные Х. м. подразделяются на машины высокого и низкого давления. Различают воздушные машины, работающие по замкнутому и разомкнутому циклу.

         Лит.: Холодильные машины, под ред. Н. Н. Кошкина, М., 1973: Холодильная техника. Энциклопедический справочник, т. 1—3, М., 1960—62.

         А. Н. Фомин.

        

        Рис. 1. Схема парокомпрессионной холодильной машины: 1 — испаритель; 2 — компрессор; 3 — конденсатор; 4 — теплообменник; 5 — терморегулирующий вентиль.

        

        Рис. 2. Схема абсорбционной холодильной машины: 1 — испаритель; 2 — абсорбер; 3 — насос; 4 — терморегулирующий вентиль; 5 — кипятильник; 6 — конденсатор.

        

        Рис. 3. Схема пароэжекторной холодильной машины: 1 — эжектор; 2 — испаритель; 3 — потребитель холода; 4 — насос; 5 — терморегулирующий вентиль; 6 — конденсатор.

Холодильник – Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1: Холодильник отводит тепло из своего внутреннего пространства за счет работы. ^[1]

Холодильник представляет собой открытую систему, которая отводит тепло из закрытого пространства в более теплое место, обычно на кухню или в другую комнату. Рассеивая тепло из этой области, она понижает температуру, позволяя еде и другим предметам оставаться при прохладной температуре. Холодильники, кажется, нарушают второй закон термодинамики, но основная причина, по которой они этого не делают, заключается в том, что в качестве входных данных для системы требуется работа. По сути, это тепловые насосы, но они охлаждают регион, а не нагревают его. ^[2]

Как они работают

Согласно второму закону термодинамики тепло всегда самопроизвольно переходит от горячего к холодному, и никогда наоборот. Холодильник заставляет тепло течь от холодного к горячему, совершая работу, которая охлаждает пространство внутри холодильника. Он делает это, выполняя шаги, описанные ниже, которые можно несколько визуализировать с помощью рисунка 1:

[3]

• Вводится работа ([math]W_{in}[/math]), которая сжимает хладагент, увеличивая его температура выше комнатной.
• Тепло передается от этого хладагента воздуху в помещении ([math]Q_H[/math]), снижая температуру хладагента.
• Хладагент расширяется и остывает ниже температуры внутри холодильника.
• Тепло переходит от холодильника к хладагенту ([math]Q_C[/math]), снижая температуру внутри.

Этот процесс является циклическим и позволяет холодильникам работать столько времени, сколько необходимо. Работа, необходимая в качестве входных данных для системы, определяется уравнением

[math]W_{in}=Q_H-Q_C[/math]

с переменными, показанными на рис. 1. Это уравнение показывает, что холодильник должен отводить в помещение на больше тепла, чем отводит изнутри. Это существенно влияет на то, сможете ли вы охладить комнату, оставив дверцу холодильника открытой. ^[2]

Эффективность

За прошедшие годы эффективность холодильника значительно возросла. Сегодня холодильники в США потребляют менее 500 кВтч в год, что намного меньше обычных 1800 кВтч в 1919 году.72. Были внесены и продолжают вноситься улучшения в изоляцию, эффективность компрессора, теплообмен в испарителе и конденсаторе, вентиляторах и других компонентах холодильника. ^[4]

Холодильники, сертифицированные по стандарту Energy Star США, должны потреблять на 20 % меньше электроэнергии, чем минимальный стандарт США для холодильников. Существует калькулятор (который можно найти здесь), который позволяет рассчитать годовую экономию от холодильника, сертифицированного Energy star, по сравнению с вашей моделью, исходя из того, сколько вы платите за электроэнергию. ^[5]

Коэффициент полезного действия (КПД)

основной артикул

Для холодильников производитель хотел бы сделать помещение более холодным, выполняя как можно меньше работы. Выполняя небольшую работу по охлаждению прибора, холодильник может поддерживать желаемую температуру при меньшем потреблении электроэнергии, что экономит деньги владельца. Число, описывающее эту идею, — это коэффициент производительности, [math]K[/math], который, по сути, является мерой эффективности. Уравнение для него ^[2]

[math]K=\frac{Q_C}{W_{in}}[/math]

Чем выше это значение, тем лучше, поскольку это означает, что для охлаждения холодильника требуется меньше работы. .

Для дальнейшего чтения

• Работа
• Тепло
• Второй закон термодинамики
• Коэффициент полезного действия
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ Создано внутри компании членом группы Energy Education.
2. ↑ ^{2.0 2.1 2.2} R. «Идеальные газовые холодильники» в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд. Сан-Франциско, США: Pearson Addison-Wesley, 2008, глава 19, раздел 4, стр. 532 и 538.
3. ↑ Energy Quest (без даты). Как работает холодильник? [Онлайн] Доступно: http://www.energyquest.ca.gov/how_it_works/refrigerator.html
4. ↑ Проект по повышению осведомленности о стандартах бытовой техники, Холодильники и морозильники [Онлайн], Доступно: http://www.appliance-standards.org/product/refrigerators-and-freezers
5. ↑ Energy Star (без даты). Калькулятор пенсионных сбережений для холодильников [Онлайн] Доступно: http://www. energystar.gov/index.cfm?fuseaction=refrig.calculator

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Из Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Холодильник с открытой дверцей

Холодильник — это машина, используемая для охлаждения продуктов. Иногда его называют 9холодильник 0019 или холодильник . Для бытового использования обычно поддерживается температура 4-5 градусов Цельсия. Люди кладут в него еду и напитки, чтобы они оставались холодными или хорошими (неиспорченными) в течение более длительного времени. В холодильнике есть тепловой насос, который отбирает тепло у воздуха внутри холодильника. Тепло передается наружному воздуху. Тепловой насос обычно приводится в действие электродвигателем.

Ранний электрический холодильник. Теплообменник находится сверху. Он находится в Thinktank, Бирмингемском музее науки.

Существуют также ящики для льда, которые не используют электричество, потому что они заполнены льдом для обеспечения более низкой температуры. Лед может сохранять холод, пока лед не растает. Коробки со льдом можно брать с собой в походы. Иногда их называют охладителями. Холодильники размером с холодильник использовались до того, как стало доступно электричество.

Большинство современных холодильников доступны в различных цветах, хотя большинство из них белого цвета. Также используются уменьшенные версии популярного холодильника. В основном они используются в гостиницах и общежитиях колледжей.

Бытовой холодильник с открытой морозильной камерой вверху и открытой холодильной камерой внизу

Морозильник — это особый тип холодильника, в котором продукты хранятся при температуре замерзания. Внутри морозильной камеры обычно -18 °C (0 °F). Морозильные камеры можно встретить в бытовых холодильниках, а также в промышленности и торговле. При хранении в морозильной камере замороженные продукты можно безопасно хранить в течение более длительного времени, чем при комнатной температуре. ^[1]

Бытовые морозильники могут быть отдельным отделением в холодильнике или отдельным прибором. В бытовых холодильниках обычно есть отдельный отсек, в котором тепловой насос используется для подачи еще более низких температур к содержимому. Большинство бытовых морозильников поддерживают температуру от −23 до −18 °C (от 9 до 0 °F). В некоторых морозильных камерах температура может достигать −34 °C (–29 °F) и ниже. Большинство бытовых холодильников, как правило, не обеспечивают температуру ниже −23 °C (–9 °F), потому что трудно контролировать температуру в двух разных камерах. Это связано с тем, что оба отсека имеют один и тот же контур охлаждающей жидкости.

Бытовые морозильные камеры обычно стоят вертикально, напоминая холодильники. Иногда бытовую морозильную камеру кладут на спину, чтобы она выглядела как сундук. Многие современные вертикальные морозильные камеры оснащены дозатором льда, встроенным в дверцу. Многие коммерческие морозильники стоят вертикально и имеют стеклянные дверцы, чтобы покупатели могли видеть содержимое.