Органічні і неорганічні холодагенти

Умовне позначення	Хімічна назва	Хімічна формула
Органічні холодагенти
R1	Тетрахлорметан	CCl14
R11	Фтортріхлорметан	CFCl3
R12	Діфтордіхпорметан (хладон-12)	CF2Cl2
R22	Діфторхлорметан (хладон-22)	CH4
R50	Метан	CH3CH2 CH3
R290	Пропан	CH2 =CH2
R1150	Етилен	CH2 = CH– CH3
R1270	Пропилен
Неорганічні холодагенти
R717	Аміак	NH3
R718	Вода	H2O
R729	Повітря	–
R744	Двоокис вуглецю	CO2

Термодинамічні властивості холодагентів

До термодинамічних властивостей холодагентів відносяться:

* температура кипіння при атмосферному тиску (0,10133 МПа);

* тиск у випарнику і конденсаторі;

* об'ємна холодопродуктивність;

* теплота пароутворення;

* температура замерзання і ін.

Тиск у випарнику при робочих температурах кипіння холодагента бажано мати вищим атмосферного, щоб уникнути вакууму (розрідження) в ньому і погіршення роботи агрегату через підсмоктування повітря і вологи. Цю вимогу забезпечують холодагенти з низькою температурою кипіння при атмосферному тиску.

Тиск в конденсаторі, в робочому діапазоні температур навколишнього середовища, не повинен бути дуже високим, оскільки потрібно буде конструкцію робити більш масивною. Крім того, при поміркованому тиску легше забезпечити ущільнення системи і понизити витоки холодагента.

Об'ємна холодопродуктивність холодагента (Табл.2) багато в чому визначає розміри холодильного агрегату. Для поршневих компресійних агрегатів холодопродуктивність повинна бути можливо більшою, оскільки це дозволяє зменшити об'єм пару всмоктуваного компресором і розміри холодильника. Турбокомпресорні холодильники більш економно працюють з великим об'ємом пару, тому для них придатні холодагенти з відносно малою об'ємною холодопродуктивністю.

Таблиця 2

Термодинамічні властивості холодагентів і відносні розміри компресорів (при однаковій об'ємній холодопродуктивності)

	Холодагент	Тиск конденсації при 30 °С МПа	Тиск кипіння при -15 °С МПа	Масова холодопродуктивність, кДж-кг	Об'ємна холодопродуктивність, кДж/м'	Відносні розміри компресорів
Аміак	11.67	2.35	1104.5	2170,4
Хладон-12	7,45	1,82	110.6	1280,5	1,69
ф-22	12.00	3.00	161.7	2044.7	1.06
ф-142	3.93	0,79	179,2	650,7	3,33

Температура замерзання холодагента повинна бути істотно нижча за робочі температури кипіння, щоб холодагент не замерзав у випарнику. Критична температура повинна бути достатньо високою для можливості здійснення процесу зріджування холодагента при температурі навколишнього середовища, а також для забезпечення економічної роботи агрегатів. У міру наближення процесу до критичної зони зменшується теплота пароутворення і питома холодопродуктивність холодагента. Одночасно збільшується витрата роботи в циклі холодильного агрегату і зростають втрати від дроселювання.

Будова побутових холодильників

Побутові холодильники призначені для короткочасного зберігання швидкопсувних харчових продуктів, харчових напівфабрикатів і готових блюд в охолодженому вигляді, а за наявності морозильного відділення також заморожених продуктів. В побутових холодильниках застосовують парові агрегати двох типів:

* компресійні;

Абсорбційні.

Дані агрегати істотно відрізняються по своїй будові.

В компресійних холодильних агрегатах циркуляція холодагента і стиснення його парів для конденсації здійснюються компресором, який приводиться в дію електродвигуном. В холодильних абсорбційних агрегатах холодагент циркулює за рахунок теплової енергії, що виділяється під час спалюванні підведеного палива, або електронагрівання.

Оскільки температура кипіння рідин залежить від тиску насичених парів і з пониженням тиску рідини киплять при більш низьких температурах, тому у випарнику створюється знижений тиск.

В побуті найбільше розповсюдження отримали компресійні холодильники. Вони мають високі експлуатаційні якості і надійні в роботі, відрізняються економічною витратою електроенергії і достатньо низьким рівнем шуму. Холодильники абсорбції споживають більше електроенергії, ніж компресійні, і мають порівняно невелику холодопродуктивність. В той же час холодильники абсорбції надійні в роботі, абсолютно безшумні, технологічно менш складні у виробництві і дешевші за компресійні.

Холодильники (Рис.1,2), в більшості випадків, виконані у виді шафи, всередині якої знаходиться холодильна камера з полицями для харчових продуктів. В машинному відсіку шафи розташованийхолодильний агрегат. Камера захищена від зовнішніх стін шафи шаром теплоізоляції. Спереду камера закрита дверима. Між подвійними стінами дверей також є теплоізоляція. Теплоізоляція, що захищає з усіх боків холодильну камеру, перешкоджає проникненню тепла ззовні. Щоб не було щілин в дверному отворі, до внутрішньої стіни дверей прикріплений ущільнювач, який при закритих дверях щільно притискається до передньої площини шафи по всьому периметру. Двері шафи в закритому положенні утримуються затвором.

У верхній частині холодильної камери знаходиться випарник холодильного агрегату. Оскільки теплі шари повітря підіймаються вгору, таке положення випарника створює добру природну конвекцію повітря в камері і сприяє відносно рівномірному охолоджуванню камери.

Випарник в холодильниках використовують для зберігання заморожених продуктів. Спереду він звичайно закритий дверцями, а ззаду — глухою стіною і представляє собою морозильне (низькотемпературне) відділення, в якому завжди підтримується мінусова температура.

Продукти, що підлягають охолоджуванню, вкладають на полиці або в посуд. Для зручності полиці роблять знімними. Незалежно від конструкції всі полиці повинні бути гратчастими, щоб вони не перешкоджали циркуляції повітря в камері.

Верхню полицю розташовують на такій відстані від стелі камери, щоб на ній можна було поставити високий посуд або пляшки. Завдяки конструкції внутрішньої камери в холодильниках полиці можна переставляти по висоті, що дуже зручно для розміщення різного посуду з приготовленою їжею. В двокамерних холодильниках, а також в холодильниках великих місткостей часто роблять поворотні або обертові полиці. Це полегшує укладання продуктів.

Зручні полиці на внутрішній стінці (панелі) дверної шафи. Вони призначені для пляшок з молоком і напоями, зберігання яєць, невеликої кількості вершкового масла і сиру, консервів та інших харчових продуктів в упаковці невеликих габаритів.

Рис.1. Будова побутового холодильника

Волога, яка виділяється з продуктів, а також з теплого повітря, що поступає в камеру під час відкривання дверей шафи і через наявну нещільність, осідає на холодних стінах випарника у вигляді сніжного покриву. Така своєрідна снігова шуба погіршує відведення тепла випарником і її необхідно систематично видаляти. Для збирання талої води, що стікає із стін випарника, під час видаленні сніжного покриву, єспеціальний піддон. При великих розмірах випарника, розташованого на всю ширину камери, піддон часто роблять з відкидною заслінкою або вікном, яке закривають тільки на час відтаювання сніжного покриву. Сніжний покрив видаляють з випарника різними способами:

* природнім утепленням випарника під час вимкнення холодильного агрегату;

* напівавтоматично за допомогою терморегулятора;

* автоматично.

Рис.2. Різновидності конструкцій побутових холодильників

А) заокругленої форми; б) прямокутної форми; в) настінний; г) вбудований; д) морозильник у формі скрині; е) двокамерний.

Всі компресійні, а також деякі моделі абсорбційні холодильники маютьтерморегулятори, за допомогою яких в камері підтримується необхідна температура. Коли під час роботи холодильного агрегату в камері знизиться температура до гранично допустимої, терморегулятор автоматично відключить двигун компресора (або нагрівач в холодильнику абсорбції), а при підвищенні температури знов включить його. Таку роботу холодильного агрегату з періодичними виключеннями називають циклічною.

Опір електричної ізоляції холодильника між струмопровідними частинами і корпусом холодильника повинен бути не менш 10 МОм при випробувальній напрузі 500 В.

Будова компресорних холодильників

Холодильний агрегат відіграє основну функцію в будові холодильників. Він складається з замкнутого ланцюга апаратів (компресора, конденсатора, випарника, регулюючого вентиля) і допоміжних пристроїв.

Компресорним холодильним агрегатом називають такий, в якому стиснення парів холодагента здійснюється компресором. Агрегат складається з компресора і приводного електродвигуна. В цьому агрегаті циркулює певна кількість холодагента, який лише змінює свій агрегатний стан під час випаровування і конденсації.

Компресор призначений для всмоктування парів холодагента з випарника і подальшого його стиснення за рахунок затраченої роботи. Стиснення парів супроводжується їх нагріванням. Холодильний агрегат, що складається з компресора з приводним електродвигуном і конденсатора, називаєтьсякомпресорно-конденсаторним агрегатом.

Конденсатор

Конденсатор — це теплообмінний апарат для відведення тепла від парів холодагента, що конденсуються (перетворюються на рідину) до навколишнього середовища 1 (повітря, води). Це обумовлено попереднім підвищенням тиску парів в компресорі і відведенням від них тепла в конденсаторі. Чим вище температура навколишнього середовища, тим вище температура конденсації, а отже, і необхідний тиск стиснення парів.

Випарник

Випарник представляє собою теплообмінний апарат для охолоджування холодоносія (повітря, розсіл) або безпосередньо продукту в результаті кипіння рідкого холодагента. Кипіння холодагента у випарнику при низькій температурі і відповідному тиску відбувається за рахунок теплоти, отриманої від охолоджуваного середовища (холодоносія, продукту). Навантаженням випарника єтепловий потік від охолоджуваного тіла до холодагенту. Чим більше теплове навантаження, тобто притік тепла від охолоджуваного середовища, тим більше холодагента випаровується у випарнику.

Дата добавления: 2015-12-07