vchilka.in.ua 1




Практична робота №6
Холодильні установки та установки кондиціювання
Мета роботи: закріплення лекційного матеріалу та більш глибоке вивчення холодильних установок та установок кондиціювання, проведення енергетичного аудиту цих установок.
Теоретичні відомості


Характеристика холодильних систем

В наш час штучний холод здобув самого широкого застосування у всіх галузях господарства України: харчовій і хімічній промисловості, торгівлі і громадському харчуванні, при прокладанні шахт в водоносних ґрунтах, кондиціонуванні повітря, загартуванні стальних виробів, в медицині, на транспорті, шовківництві, квітництві, фармакологічній промисловості та інших.

Всяке нагріте тіло можна охолодити природнім шляхом до температури оточуючого середовища. Охолодити тіло до температури нижче, чим температура оточуючого середовища, можна тільки штучним шляхом.

Відняти тепло від тіла може тільки друге тіло, температура якого нижче температури тіла, яке охолоджується. Кількість теплоти, яку відбирає охолоджуюче тіло від охолоджуємого тіла або середовища, визначає його холодильний ефект або холодопродуктивність.

Середовищем, яке охолоджується може бути повітря камери з швидкопсующимися продуктами, земельний грунт при прокладанні шахт та інше.

В якості охолодильників використовуються тіла, які здійснюють такі фізичні процеси, що протікають при низьких температурах зі значним поглинанням теплоти. До них відносяться процеси зміни агре-гатного стану тіла, процеси розширення, термоелектричні процеси та інші.

Діапазон температур, який досягається при штучному охолодженні великий, тому розрізняють зону помірного холоду, в якій получають температуру до -100°С, і зону глибокого холоду, коли досягається температура нижче -100 °С (межею є абсолютний нуль – 273,2 °С). Глибокий холод використовується головним чином для скраплювання повітря і других газів. Помірне охолоджування широко використовується в різних галузях господарства України.


Безперервне охолоджування можна забезпечити з одною і тою ж кількістю охолоджуючої речовини, коли після одержання холодильного ефекту вернути її в початковий стан. Враховуючи, що температура кипіння рідини залежить від тиску, можна досягти необхідної температури кипіння. Для цього необхідно підтримувати в апараті необхідний тиск, який відповідає властивостям рідини, яка кипить. При зниженні тиску температура кипіння понижується. Наприклад, вода при атмосферному тиску кипить при 100 °С, але коли її помістити в закриту посудину і знизити тиск до 0,0009 МПа, вода закипить при 5 °С. Аміак при тиску 0,1 МПа кипить при -33,6 °С, при пониженні тиску до 0,05 МПа температура кипіння знизиться до -46,5 °С.

Якщо закритий апарат з насиченою рідиною помістити в охо-лоджуєме середовище, температура якого декілька вище температури кипіння рідини при тиску, який створено в апараті, то рідина закипить. Теплота, яка необхідна для пароутворення, буде відніматись від охолоджуємого середовища. Для підтримання постійного тиску в апараті і постійної низької температури пари, яка утворюється, необхідно її постійно відводити.

Більшість холодильних установок працюють на основі стандартного циклу випаровування – компресії.

Холодопродуктивність 1 кг холодильного агенту – qo, Дж/кг.

Робота, яка витрачається на проведення кругового процесу, рівна різниці робіт, витраченої в компресорі і отриманої в розширювальному клапані






Холодильний коефіцієнт циклу


Повну характеристику зворотнього циклу дає тепловий коефіцієнт, який представляє собою відношення холодопродуктивності машини до енергії теплоти, яка витрачується в тепловому двигуні на одержання роботи, необхідної для роботи холодильного циклу







де Qo – холодопродуктивність машини; Qвитр – кількість теплоти, витраченої в тепловому двигуні.
Зменшення теплоприпливів в холодильну камеру і від охолоджуємих об’єктів
Холодильне обладнання споживає велику частину електроенергії в різних галузях промисловості, особливо в харчовій.

Значної економії енергії можна досягти шляхом удосконалення конструкції, поліпшенням експлуатації і обслуговування холодильної установки.

В пошуках економії енергії в холодильних установках, перше що треба зробити це мінімізувати холодильне навантаження. Це може бути здійснено шляхом зменшення теплоприпливів у холодильну камеру.

Звичайно навантаження на холодильну установку складається з суми кількох складових:


  • втрати, які зв’язані з передачею теплоти через стінки камери шляхом теплопровідності;

  • втрати на вентиляцію або пропускання повітря через місця з’єднання елементів конструкції камери або двері;

  • втрати, які викликані наявністю внутрішніх джерел теплоти в холодильній камері (освітлення, вентилятори, насоси, обладнання розморожування, люди в камері, грузовики та інше);

  • охолодження товарів від початкової високої температури до кінцевої низької;

  • втрати в розподільній системі (наприклад, погано ізольовані трубопроводи).

Звертаючи пильну увагу на навантаження холодильного обладнання, можна знизити споживання енергії в холодильних установках. Деякі із зв’язаних з цим можливостей економії – це типові маловитратні або зовсім нічого не коштуючи заходи (наприклад, зменшення часу, на протязі якого відкриті дверні отвори в холодильній камері).



Втрати з холодильної камери: 1 – втрати внаслідок наявності джерела теплоти в середині холодильної камери; 2 – втрати внаслідок теплопередачі через стінки холодильної камери; 3 – випарник; 4 – компресор; 5 – конденсатор; 6 – втрати внаслідок протікання повітря; 7 – холодильна камера.