Термоэлектрические холодильные машины

Холодильные машины

(устройство, принцип работы)

Методическое пособие

Киров 2007 г.

Компрессионные холодильные машины

Хладагент: семейство фреонов.

Принцип работы: из компрессора 1 (рисунок 1) пары хладагента в сжатом и нагретом состоянии поступают в конденсатор 2. Двигаясь по трубопроводам конденсатора 2, пары хладагента охлаждаются (отдают теплоту окружающей среде) и превращаются в жидкость (конденсируются). Далее, проходя через регулирующий вентиль 3, жидкий хладагент попадает в испаритель 4, где в условиях пониженного давления кипит (превращается в пар) с поглощением теплоты от охлаждаемых продуктов. Образовавшиеся пары хладагента засасываются компрессором 1, сжимаются и вновь выталкиваются в конденсатор 2. Цикл повторяется.

Рисунок 1 – Схема компрессионной холодильной машины:

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – регулирующий вентиль;

4 - испаритель

Преимущества:

1. Простота конструкции;

2. Достаточно высокая холодопроизводительность;

3. Не агрессивный хладагент.

Недостатки:

1. Не высокая долговечность компрессора;

2. Озоноразрушающий хладагент.

Абсорбционная холодильная машина

Хладагент: аммиак (аммиачно-водный раствор).

Принцип работы: из генератора 1 (рисунок 2) хладагент в сжатом состоянии поступает в конденсатор 2, где охлаждается, т.е. отдает теплоту окружающей среде. Далее, проходя через регулирующий вентиль 3 холодильного контура, хладагент попадает в испаритель 4, где расширяется с поглощением теплоты от охлаждаемых продуктов. Пройдя через испаритель 4, пары хладагента попадают в абсорбер 5. Там, в условиях пониженного давления и температуры пары аммиака активно растворяются в воде. Образовавшийся аммиачно-водный раствор насосом 6 перекачивается в генератор 1. Там, под воздействием повышенных давления и температуры, пары аммиака вытесняются из воды. Выделившийся аммиак в дальнейшем вновь поступает в конденсатор 2. Цикл повторяется. Вода же из генератора 1 переливается через регулирующий вентиль 7 аммиачно-водного контура в абсорбер 5, где вновь насыщается аммиаком.

Рисунок 2 – Схема абсорбционной холодильной машины:

1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – регулирующий вентиль холодильного контура; 4 – испаритель; 5 – абсорбер; 6 – насос;

7 – регулирующий вентиль аммиачно-водного контура

Преимущества:

1. Достаточно высокая холодопроизводительность;

2. Высокая надежность и долговечность;

3. Дешевый хладагент.

Недостатки:

1. Сложность конструкции, громоздкость и металлоемкость;

2. Агрессивный хладагент.

Пароэжекторные холодильные машины

Хладагент: вода (водяной пар).

Принцип работы: водяной пар из парогенератора 1 (рисунок 3) под давлением и с высокой скоростью поступает в эжектор 2, где создается область пониженного давления. За счет этого пониженного давления работает холодильная ветвь «регулирующий вентиль 3 – испаритель 4» (вода, проходя через регулирующий вентиль 3, попадает в испаритель 4, где в условиях пониженного давления кипит с поглощением теплоты от охлаждаемых продуктов). В эжекторе горячие пары (из парогенератора 1) и холодные пары (из испарителя 4) смешиваются и частично конденсируются (превращаются в воду), но для полной конденсации пары направляются в конденсатор 5. Образовавшаяся вода частично идет в холодильную ветвь (проходит через вентиль 3 и попадает в испаритель 4), а в основном насосом 6 перекачивается в парогенератор 1, где нагревается, кипит и превращается в пар. В дальнейшем образовавшийся пар вновь поступает в эжектор 2. Цикл повторяется.

Рисунок 3 – Схема пароэжекторной холодильной машины:

1 – парогенератор; 2 – эжектор; 3 – регулирующий вентиль;

4 – испаритель; 5 – конденсатор; 6 – насос

Преимущества:

1. Достаточно высокая холодопроизводительность;

2. Высокая надежность и долговечность;

3. Дешевый и экологически чистый хладагент.

Недостатки:

1. Большие затраты тепловой энергии;

2. Невозможность получения отрицательных температур.

Термоэлектрические холодильные машины

Хладагент: отсутствует.

Принцип работы: Первоначально термоэлектрические машины были построены в соответствии с законом Пелтье. Современные термоэлектрические машины уже полупроводниковые (рисунок 4). Оказывается, если к полупроводниковым элементам 1подвести разнополярное напряжение, то пластина 2 (как правило, металлическая) начнет охлаждаться, чего вполне достаточно для охлаждения небольших объемов. По такому принципу построены холодильники малой вместимости – переносные, походные, автомобильные, холодильники круизных кораблей и самолетов. Создание холодильников большой вместимости пока экономически неоправданно.

Рисунок 4 – Схема термоэлектрической холодильной машины:

1 – полупроводниковые элементы; 2 – пластина (основа)

Преимущества:

1. Высокая надежность и долговечность;

2. Отсутствие хладагента;

3. Малые затраты энергии;

4.Высокая безопасность и экологичность.

Недостатки:

1. Невозможность получения холода в больших объемах.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: