Холодильная техника
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
ьда в течение суток. Действительный холодильный эффект превышает этот минимум, так как коммерческий лед поставляется в переохлажденном состоянии при температуре около -12 С, и, кроме того, образовавшаяся после его таяния вода нагревается до некоторой плюсовой температуры. Фактический охлаждающий эффект единицы массы льда, поставляемого при температуре ti и удаляемого в виде воды при температуре tw, равен (температура в С):
,19 (tw + 80 - 1/2ti). (1)
В холодильных установках вместо коэффициента полезного действия, характеризующего эффективность тепловых машин, используется т.н. эксергетический холодильный коэффициент. Он представляет собой отношение полезного отведенного тепла к теплу, которое эквивалентно механической работе, необходимой для достижения этого охлаждения. При обычных рабочих условиях холодильный коэффициент изменяется в диапазоне от 3 до 8. Здесь необходимо отметить, что это, конечно, не означает, что система отдает больше энергии, чем получает (этот результат противоречил бы первому закону термодинамики). Это говорит только о том, что небольшое количество механической работы способно повысить энергетический потенциал, т.е. температурный уровень, значительно большего количества энергии.
Термоэлектрическое охлаждение. Термоэлектрический холодильник работает на основе эффекта Пельтье, который заключается в выделении или поглощении теплоты при прохождении электрического тока через спай термопары. На рис. 2 схематично показано поперечное сечение такого холодильника объемом 65 дм3, способного поддерживать температуру холодильной камеры на 10 С ниже температуры окружающей среды. В верхней части расположены 72 термоэлемента, обеспечивающие охлаждение, которые потребляют большую часть из 135 Вт электроэнергии, необходимой для работы холодильника.
Рис. 2. Термоэлектрический холодильник (может быть сделан портативным). 1 - охлаждающие ребра; 2 - вентилятор; 3 - жалюзи; 4 - термоэлементы; 5 - тепловая изоляция; 6 - холодные пластины.
В канале обдува воздухом расположены специальные ребра для лучшего сброса тепла, а в камере установлены пластины для увеличения поверхности теплообмена. Подобные холодильники на судах расiитаны на хранение шести тонн замороженных или охлажденных продуктов. Промышленность выпускает и другие типы термохолодильников, в частности термостаты для лабораторных нужд.
Запасание холода. Для тех случаев, когда не требуется непрерывное охлаждение, широко распространенный метод снижения начальных и эксплуатационных затрат состоит в использовании компрессора меньших размеров, работающего в непрерывном режиме; при этом необходимо дополнительное оборудование для запасания холода, когда охлаждение не требуется. Для запасания холода используются различные методы. В некоторых случаях в то время, когда холод не нужен, охлаждают емкость водой или другими жидкостями, а затем используют ее для дополнительного охлаждения в те короткие периоды, когда необходимо охлаждение продукта. В других установках запасание холода производится путем намораживания льда вокруг змеевика испарителя и последующего использования скрытой теплоты плавления. Метод намораживания предпочтительнее, поскольку позволяет запасти холод в значительно меньшем объеме (теплота плавления льда в ~80 раз превышает удельную теплоемкость воды). Технически, однако, имеются некоторые проблемы, связанные с намораживанием, в частности больший объем льда и повышение термического сопротивления между испарителем и окружающей средой. Эти причины ограничивают применение данного метода теми установками, для которых существенно снижение начальных затрат.
Холодное хранение. Скорость порчи органических продуктов возрастает с ростом температуры, хотя и не в прямой пропорции. Таким образом, охлаждение, например, пищевых продуктов может замедлить их порчу и продлить срок годности. Крупные склады-холодильники используются как централизованные хранилища, в которых для различных продуктов могут поддерживаться требуемые условия хранения. Хотя не существует единого мнения относительно оптимальных температур хранения любых продуктов, для наиболее важных - овощей, фруктов, мяса и непищевых продуктов, таких, как меха и ткани, накоплен большой опыт, который позволяет определять подходящие условия хранения. Наиболее распространенными холодильными установками для больших объемов являются: 1) установки, в которых змеевик испарителя расположен непосредственно в холодильной камере и обдувается потоком воздуха; 2) камеры, у которых в стенах или потолке расположены контуры циркуляции вторичного хладоносителя, а внутренняя циркуляция воздуха осуществляется за iет естественной конвекции.
Многоступенчатое сжатие. Один из методов повышения эффективности холодильных циклов заключается в применении многоступенчатого сжатия iастичным охлаждением сжатого пара между ступенями. При получении твердой углекислоты (сухого льда) обычно используются три ступени сжатия с промежуточным водяным охлаждением. С точки зрения термодинамики, смысл такой операции состоит в уменьшении работы цикла до значения, близкого к затратам при изотермическом сжатии, по сравнению с одноступенчатым, т.н. изэнтропическим. При использовании воды в контурах промежуточного охлаждения пар может быть охлажден до температуры, близкой к температуре охлаждающей воды. Более эффективным оказывается применение жидкого холодиль?/p>