47. Характеристика способів штучного охолодження. Будова компресійної холодильної машини та призначення її основних частин.

Розрізняють природне та штучне охолодження. Охолодити нагріте тіло природним шляхом можна лише до температури навколишнього середовища, в якому перебуває тіло. Досягти менших температур можливо штучним способом за допомогою холодильних машин. Холодильна машина знижує температуру тіла відносно навколишнього середовища та підтримує її впродовж тривалого часу в умовах незначного запасу робочої речовини.

Охолодження відбувається за допомогою робочого тіла або холодильного агента, який відбирає теплоту Q₀ з охолоджуваного об'єму. Кількість Q₀ залежить від зовнішнього притоку теплоти Т.

Для отримання низьких температур застосовують процеси, які супроводжуються поглинанням теплоти:

- фазовий перехід речовини (плавлення, кипіння, сублімація);- адіабатичне дроселювання газу (ефект Джоуля-Томсона);- вихровий ефект Ранка-Хільша;

- термоелектричний ефект Пельєтьє.

Для охолодження за допомогою плавлення використовують водяний лід.

Машини, в яких для отримання холоду використовується процес кипіння рідини, називаються паровими холодильними машинами. Вони можуть працювати з витратою механічної енергії (компресійні холодильні машини) або з витратою теплоти (абсорбційні холодильні машини).

У громадському харчуванні найбільш поширеним видом холодильних машин є парові компресійні. У парових холодильних машинах робочою речовиною (тілом) є легкокіпящіе рідини, які при здійсненні холодильного циклу змінюють агрегатний стан, перетворюючись з рідини в пару і назад.

Найпростіша парова компресійна холодильна машина складається з чотирьох основних елементів, які забезпечують отримання холоду: компресора, конденсатора, дросельного пристрої (регулюючого вентиля) і випарника. При відсутності будь-якого з цих елементів цей процес неможливий.

Випарник - це апарат, в якому відбувається кіпі ¬ ня рідкого хладагента при низькій температурі за рахунок теплоти, що відводиться від охолоджуваного об'єкта (холодильної камери 5). Температура кипіння хладагента, як правило, на 10-12 ° С нижче температури повітря в охолоджуваному об'єкті.

Компресор відводить пар з випарника (усмоктувальна лінія), щоб підтримувати в останньому низький тиск, відповідне низькій температурі кипіння хладагента, і стискає пар до високого тиску (нагнітальна лінія), при якому він перетворюється в рідину після охолодження в конденсаторі.

Конденсатор забезпечує охолодження перегрітих стислих парів до температури конденсації і перетворення пари в Рідина при відведенні теплоти в охолоджуючу середу. Пар в конденсаторі може охолоджуватися повітрям (конденсатори з повітряним охолодженням) або водою (конденсатори з водяним охолодженням).

Дросельний пристрій забезпечує зниження тиску і температури хладагента шляхом створення необхідного опору між сторонами високого і низького тиску. Рідина з конденсатора, проходячи через цей пристрій, відразу потрапляє в область низького тиску, де частично википає при низькій температурі за рахунок теплоти, що виділяється в результаті роботи сил тертя. Холодна паро-рідинна суміш надходить у випарник і знову закипає, відбираючи теплоту від об'єкта (виробляючи охолодження).

Всі вузли холодильної машини з'єднані трубопроводами в замкнуту систему, заповнену холодоагентом. З випарника, розміщеного в об'єкті охолодження, компресор відсмоктує пари, які утворюються при кипінні рідкого хладагента, стискає їх до такого тиску, при якому температура конденсації парів буде вище температури навколишнього середовища, і потім нагнітає їх в конденсатор. Тут про ¬ виходить охолодження парів (зазвичай повітрям, рідше водою), і вони конденсуються, перетворюючись на рідину. Потім рідкий (гарячий) хладагент поступає в дросельний пристрій і