Pikka aega kasutasid inimesed ainult looduslikku jahutust. Ainult sees XIX alguses sajandil, kui teadlased avastasid vedelike ja gaaside uued omadused, õnnestus neil kunstlikult külmetada. Kui algul kasutati kunstlikku külma ainult toidu paremaks säilitamiseks, siis nüüd on sellest saanud tootmises inimassistent. Kuumadel päevadel jahutab see tehase töökodades õhku ja võimaldab tööstuslikke keemilisi reaktsioone, mis toimuvad ainult madalatel temperatuuridel. Külma kasutatakse muldade külmutamiseks kaevandustes ja tunnelites. Külmunud pinnas on hea takistus vee tungimise vastu. Paljudes tehastes töödeldakse terast külmalt. Pärast jahutamist jahutatakse see temperatuurini -70 ° C ja hoitakse sellel temperatuuril mitu tundi. Metall omandab peeneteralise struktuuri, muutub kõvemaks ja vähem rabedaks. Nüüd on raske nimetada tehnikavaldkonda, kus kunstlik külm ei leiaks rakendust. Taltsutatud külm on saanud meie tõeliseks abiks ja sõbraks nii tööl kui kodus.
Kuidas jahutid töötavad
Iga vedelik keeb teatud temperatuuril. Keemistemperatuur sõltub aga vedeliku kohal olevast aururõhust. Laari rõhku langetades on võimalik saavutada madalam keemistemperatuur. Keetmisel vedelik - seda nimetatakse külmutamine
agent - võtab jahutatud kehalt soojust. Aurus kasutatakse keeva vedeliku jahutavat toimet külmutusmasinad Oh.
Kõige levinumad on kokkusurumine auru jahutusmasinad. Need masinad koosnevad neljast põhiseadmest: aurusti, kompressor, kondensaator ja juhtventiil, Seadmed on ühendatud torudega ja kujutavad endast ühte suletud süsteemi, mis on täidetud madala keemistemperatuuriga külmutusagensiga.
Aurusti on spiraaltüüpi, tavaliselt väljast ribiline vasktoru... See asub otse kapis või kambris. Auru pideva väljatõmbamise tõttu hoitakse aurustit madalal rõhul. Soe vedel külmutusagens siseneb aurustisse ja hakkab keema. Osa vedelikust muudetakse kuumuse tõttu auruks, mille ta võtab ülejäänud vedelikust. Seetõttu langeb järelejäänud vedeliku temperatuur järsult. Ülejäänud vedelik keeb jätkuvalt madalal temperatuuril (-15 ° C ja alla selle), võttes soojust kambri õhust. Selle tulemusena jahutatakse õhk kambris (umbes 0 ° C).
Kompressor imeb aurud aurustist, hoides selles madalat rõhku umbes 0,1–0,2 MPa, surub need kokku ja suunab need kondensaatorisse, mille rõhk on umbes 0,6–1 MPa (0,1 MPa = = 10 5 Pa = 1) kgf / cm 2). Aurude kokkusurumine võtab tööd ja kuumeneb üle temperatuuri keskkond... Kondensaatoris aurud jahutatakse õhu (või veega) ja muundatakse tagasi vedelaks (kondenseerub). Seejärel voolab vedel külmutusagens läbi juhtventiili väikese ava. Samal ajal langeb vedeliku rõhk ja see siseneb uuesti aurustisse, kus see keemise tagajärjel jahutab kapi või kambri õhku.
Külmutusagensitena kasutatakse ammoniaaki, freooni-12 jne.
Freon-12 kasutatakse väikestes masinates, mis jahutavad kaupluste, sööklate ja restoranide kappe, loendureid ja kaameraid. Ammoniaaki kasutatakse suurte tööstuslike külmutusmasinate jaoks.
Koos kokkusurumisega on olemas ka muud tüüpi aurukülmutusmasinad: ejektor ja neeldumine (vt joonis lk 360 ja 361).
V ejektor aurude aurustist eemaldamise masinad kasutavad aurujoa imemisjõudu, mis läbib suurel kiirusel ejektori düüsi kitsa ava. Kuna auru kineetilise energia (võrdeline selle kiiruse ruuduga) ja auru staatilise rõhu summa on konstantne väärtus (Bernoulli võrrand), tekib suurel kiirusel liikuva aurujoa lähedusse vaakum. Seetõttu läheb aurusti aur läbi toru ejektorikambrisse. Hajutis laienedes aurukiirus väheneb ja selle rõhk tõuseb uuesti. Kondensaatoris jahutades kondenseerub kokkusurutud aur. Osa sellest juhitakse ventiili kaudu tagasi aurustisse ja osa pumbatakse aurukatlasse, kus keemise ajal tekib aur. kõrgsurve(töötav aur), mis siseneb ejektori otsikusse ja tsüklit korratakse.
V imendumist masinad, aurud eemaldatakse aurustist, neelates ja lahustades need spetsiaalses aparaadis vedelikuga - neelaja. Küllastunud lahus pumbatakse generaator, kus seda kuumutatakse. Samal ajal eralduvad lahusest aurud. Nõrk lahendus läbi juhtventiil 1 naaseb absorberisse ja aurud sisenevad kondensaatorisse. Seal muutuvad nad jahutades vedelikuks, mis läbib seda juhtventiil 2, siseneb uuesti aurusti.
Viimastel aastatel on kasutusele võetud külmutustehnoloogia termoelektriline jahutamine. Joonis näitab termopile, koosneb pooljuhtidest - A ja V,ühendatud vaskplaatidega M. Möödudes alalisvool plaadi alumine ristmik M elemendiga A kuumeneb ja ülemine jahtub. Element B külm ristmik asub praegusel sisendil, mitte väljundil, vaid ka ülaosas. Seega on termopilli üks külg külm ja teine soe. Selline termopulk sisestatakse koduse külmiku tagaseina ja eemaldab kapist soojuse, suunab selle sooja poole kaudu väljapoole keskkonda. Elemendid A on valmistatud näiteks pliist ja telluurist ning elementidest B - antimonist ja telluurist.
Termoelektrilised külmikud on mõnevõrra vähem ökonoomsed kui kompressioonkülmikud, kuid need on vaiksemad ja töökindlamad.
Kuidas kunstlikku külma kasutatakse
Suured külmikud on ehitatud toidu säilitamiseks. Tootmiskülmik on suur akendeta hoone, mille seinad on seestpoolt vooderdatud. soojusisolatsioonimaterjalid madala soojusjuhtivusega. Hoone on jagatud eraldi kambriteks. Igaüks neist salvestab teatud toite ja hoiab soovitud temperatuuri. Kogemused on näidanud, et iga toote puhul on täpselt määratletud temperatuuripiirid, mis võimaldavad tal säilitada oma maitse ja toiteomadused kõige kauem. Külmutusmasin ise asub eraldi ruumis ja külmutusagens suunatakse kambrites asuvatele jahutusakudele.
Kompressioonkülmiku seadme skeem.
Kodukompressiooniga külmik "ZIL".
Auru-vee väljutusjahuti töö skemaatiline diagramm.
Kalade transportimiseks ja ladustamiseks külmutatud laevad - ujuvad külmikud. Kõrval raudteed pikka aega veeti kiiresti riknevaid tooteid ainult sisse liustikuautod. Nende autode spetsiaalsetesse "taskutesse" laaditi jää. Nüüd on terved jahutatud rongid.Ühes vagunis on külmutusmasin ja mootor, mis seda juhib, teised autod on külmikud. Sageli võib linna tänavatel näha pika suletud hõbedase kerega autot. seda külmutusauto. Korpuse esiküljele asetatakse külmutusmasin. Selle kompressorit juhib kahetaktiline mootorratta mootor. Aurusti asub külmutuskambris, mis hõivab ülejäänud keha. Toidu ühtlasemaks jahutamiseks pannakse kambrisse ventilaator, mis loob õhuringluse. Sellistes külmutusautodes hoitakse temperatuuri -16 ° C juures.
Absorptsioonikülmiku skeem.
Termopile - termoelektriliste külmikute põhiseade (a) ja ühe termoelemendi skeem (b).
Linnadesse toimetatud värske toit jõuab poodidesse ja sööklatesse. Seal on ka külmikud ja riidekapid. Need on täielikult automatiseeritud. Näiteks piima säilitamiseks on vaja temperatuuri 2 ° kuni 4 ° C. Kui temperatuur jõuab 2 ° C -ni, lülitatakse kompressor automaatselt välja. Kui temperatuur kapis tõuseb soojuse sissevoolu tõttu 4 ° C-ni, suureneb aurusti Freon-12 aururõhk ja rõhulüliti lülitab kompressori uuesti sisse.
Kõige tavalisemad kodused kompressioonkülmikud töötavad samamoodi: "ZIL", "Minsk", "Polyus". Külmiku kahekordsete seinte vahel on soojustus, mis takistab soojuse tungimist. Aurusti asub külmiku ülemises osas. Külmutusseadme põhiseadmed - suletud korpuses olev elektrimootoriga kompressor ja mähiskondensaator - asuvad kapi tagaseinal. Kompressori automaatne sisse- ja väljalülitamine hetkel, kui kapis saavutatakse vajalik temperatuur, tekitab spetsiaalse temperatuurilüliti. Seades temperatuurilüliti nupu teatud skaalajaotusele, saate kapis soovitud temperatuuri.
Praegu kasutatakse uusi toiduainete säilitamise meetodeid. Selgub, et kui neid väga kiiresti külmutada, säilitavad nad oma maitse palju kauem ja paremini. Näiteks värskelt küpsetatud kukleid, mis on muutunud terava külma mõju tõttu kõvaks nagu kivi, võib sellises olekus säilitada kuni 2 kuud. Kui neid 10 minutit ahjus kuumutada, muutuvad kuklid taas pehmeks ja lõhnavaks. Samamoodi saate pikka aega säilitada puuvilju, köögivilju, isegi valmistoite.
Kiire jahutamine viiakse läbi spetsiaalses kiirkülmikud. Jahutamise kiirendamiseks juhib ventilaator nendes seadmetes külma õhku väga suure kiirusega.
Kas teate, kuidas jäätist valmistatakse?
Piim või koor segatakse suhkru ja veega, kuumutatakse temperatuurini 75 ° C ja hoitakse pool tundi. Sel juhul surevad kõik mikroorganismid. Seejärel segu filtreeritakse ja spetsiaalse pumba abil suurendatakse rõhku 15 MPa -ni. Sellise suure surve all lastakse see tohutu kiirusega läbi väikese augu ja teele asetatakse kindel tõke. Seda tabanud rasvaosakesed lagunevad väikseimateks pritsmeteks (kuni üks mikromeeter) ja segu muutub täiesti homogeenseks.
Sügava külma saamise skeem - temperatuur alla - 120 ° C.
Soe mass valatakse jahedamatele torudele. Lekke ülemistes torudes külm vesi ja madalamates -külmutusagens temperatuuriga -5 kuni -6 ° С. Segu jahutatakse temperatuurini + 4 ° С ja saadetakse külmutusseadmesse - fraaside tekitaja. See on horisontaalne silinder, millel on kahekordse seinaga, mille vahel ammoniaak keeb madalal rõhul. See jahutab sissetuleva segu temperatuurini -4 ° C; samal ajal on see vahustatud ja õhuga küllastunud. Pöörlevad noad eemaldavad siseseinalt hapukoorena paksenenud massi. Jäätis valatakse vormidesse ja külmutatakse temperatuuril -20 või -25 ° C. Valmis portsjonit jäätist pannakse kahe vahvli vahele või. valatakse šokolaadiga, pärast mida jääb ainult paberisse mähkida.
Sügav külm
Siiani oleme rääkinud kunstlikust külmast, mida kasutatakse toiduainetööstuses toidu säilitamiseks ja transportimiseks, kus tavaliselt ei nõuta temperatuuri alla -40 ° C. Kuid kunstliku külma teemat käsitlev artikkel oleks puudulik ilma "sügava" külma jututa (temperatuur alla - 120 ° C).
Kokkupressimisseadmete abil on raske ja kahjumlik saavutada temperatuuri alla -120 ° C. Sel eesmärgil kasutatakse muid meetodeid.
Kui surugaas suunatakse silindrisse, siis see paisub ja liigutab kolvi, tehes tööd aatomiga. Energia kaotades jahutatakse gaas oluliselt. Sellist masinat nimetatakse laiendaja. Kui surugaas suunatakse pöörleva ratta labadesse, turbo laiendaja, siis sel juhul, pöörates rootorit, vähendab see järsult selle temperatuuri. Niisiis, kui rõhk langeb 0,6–0,1 MPa, jahutatakse õhk 20–90 ° C -ni.
Vedela õhu saamise seadmes jahutatakse kompressoris 0,6–0,6 MPa-ni surutud õhk soojusvahetis enne turboekspandrisse sisenemist. Turboekspandrist siseneb kondensaatorisse isegi jahedam õhk. Seal see jahtub ja muudab vedelaks veel ühe osa õhust, mis 0,5–0,6 MPa rõhu all voolab soojusvahetist kondensaatori rõngakujulisse ruumi. Klapi kaudu juhitakse vedel õhk kondensaatori alumisse ossa, kus rõhk on juba 0,1 MPa. Sealt saab selle tühjendada spetsiaalsesse Dewari anumasse, kus tänu topeltseinte vahelise õhuvaba ruumi tekitatud isolatsioonile saab vedelat õhku pikka aega kinni hoida.
Ülimadalate temperatuuride saamine võimaldas avastada erinevate ainete huvitavaid omadusi. Niisiis muutub kumm vedelas õhus hapraks, mõned metallid hakkavad elektrivoolu väga hästi juhtima ja pliikell võtab puhta hõbeda heli.
Sügava külma kõige olulisem rakendus on gaaside veeldamine. Igal gaasil on oma kriitiline temperatuur. Niikaua kui selle temperatuur on kriitilisest kõrgem, ei saa ükski rõhk seda vedelaks muuta. Kell kaasaegne areng külmutamise tehnoloogia sai võimalikuks gaaside jahutamine palju alla nende kriitilise temperatuuri ja madalal rõhul vedelaks muutmine. See võimaldas meil odavalt saada palju vajalikke gaase. Niisiis, kui soojendate vedelat õhku järk -järgult, vabaneb sellest kõigepealt lämmastik, mille keemistemperatuur on madalam, ja nõusse jääb vedel hapnik. Seda hapniku tootmise meetodit kasutatakse laialdaselt tööstuses.
Õpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
postitatud http://www.allbest.ru/
Teema: "Füüsilised protsessid ja tehnilised vahendid kunstliku külma saamiseks agrotööstuskompleksi ettevõtetes"
1. FÜÜSIKALISED PÕHIMÕTTED KUNSTIKÜLMA SAAMISEL
Lahutamatu osa tehnoloogilised protsessid kiiresti riknevaid tooteid, nende hilisem säilitamine, transport ja müük on kunstlik külm.
Kunstjahutus on soojuse eemaldamine kehast, mille temperatuur on madalam kui ümbritseva õhu temperatuur, milles jahutatud keha asub.
Kunstliku külma kasutamine kiiresti rikneva toidu säilitamiseks leidis oma rakenduse juba 19. sajandil, peamiselt kalanduses. Kunstliku külma saamise alus põhines füüsilised protsessid millega kaasneb soojuse neeldumine. Mõnikord kasutatakse neil eesmärkidel mehaaniline töö või elekter.
Selliseid protsesse on mitmeid, millega kaasneb soojuse neeldumine väljastpoolt. Need hõlmavad aine faasisiiret, nimelt:
Sulamine;
Aurustamine;
Sublimatsioon (kuiv eeldestilleerimine, sublimatsioon - või aine otsene üleminek tahkest olekust gaasilisse olekusse kuumutamisel, vedelast faasist mööda minnes);
Adiabaatiline drossel (kitsendatud auku läbiva gaasi paisumine ilma välistööd tegemata ja ilma soojusvahetuseta keskkonnaga - Joule -Thomsoni efekt);
See efekt tuleneb siseenergia kulutamisest molekulaarse tõmbejõu vastu töötamiseks, mis viib reaalse gaasi temperatuuri muutumiseni. Seda kasutatakse sügava jahutamise tehnikas. Agrotööstuskompleksi külmutusmasinates kasutatakse seda meetodit äärmiselt harva.
Gaasi adiabaatiline laiendamine kasuliku välistöö tegemisega;
Keerisefekt (Ranque -efekt), mis seisneb selles, et ümbritseva õhu temperatuuril olev suruõhk juhitakse torusse tangentsiaalse sisselaskeava kaudu;
Termoelektriline efekt (Peltieri efekt) seisneb selles, et kui konstantne elektrivool läbib ahelat, mis koosneb kahest erinevast metallist, siis ühel neist on madalam temperatuur, teisel kõrgem. Külm ristmik on madala temperatuuri allikas. Selle põhimõtte kohaselt töötavad termoelektrilised jahutusseadmed.
Kiiresti riknevate toitude säilitamiseks tuleb neid pidevalt külmkapis hoida. See on võimalik juhul, kui külmutusagensi on palju, või selle lõpliku kogusega taastada selle algne olek, s.t. külmutusagens peab läbima ümmarguse protsessi või tsükli, läbides mitmeid muudatusi, kuid see peab tingimata muutuma algsesse olekusse. Sel eesmärgil on vaja kulutada välistööd.
2. külmutusseadmete termodünaamilised protsessid ja tsüklid
Ideaalne tsükkel kunstliku külma saamiseks võib olla külmutusseade, mis töötab vastavalt Carnot'i vastupidisele tsüklile, mille olemus on järgmine. Vastupidiselt otsesele tsüklile, mille käigus tööd tehakse soojuse üleminekul soojemast kehast vähem kuumutatud kehale, kantakse vastupidises tsüklis töö või soojus vähem kuumutatud kehalt kuumemale. Diagrammil saab seda nähtust (protsessi) esitada järgmiselt.
Nagu diagrammilt näha, surutakse protsessis 1 - 2 külmutusagens adiabaatiliselt kokku mahust V1 mahuni V2, temperatuuri tõusuga T2 kuni T1. Lisaks surutakse protsessis 2–3 külmutusagens kokku ja soojust Q1 eemaldatakse samaaegselt isotermiliselt temperatuuril T1 keskkonda. Protsessis 3–4 paisub külmutusagens adiabaatiliselt mahult V3 ruumalale V4, kui temperatuur langeb T1 -lt T2 -le. Protsessis 4 - 1 suureneb külmutusagensi maht (laieneb) temperatuuril T2, saades isotermiliselt soojust Q2 külmemast kehast väliskeskkonna suhtes.
Ideaalne jahutustsükkel
S - entroopia, s.t. energia hulk, mis kandub soojusena ühelt kehalt teisele (Claudisus, 1852)
Q - soojusreserv
T - absoluutne temperatuur
Tegelik jahutustsükkel
1-2 - adiabat (S = const) - kuivade aurude kokkusurumine kambris. Protsess 2-2 "- freooni jahutamine kondensaatoris (P = const), eemaldab eelnevalt vastuvõetud soojuse keskkonda.
2 "-3 - kokkusurutud freoon T = const ja P = const kondenseerub kondensaatoris.
3-3 "- alamjahutus soojusvahetis on isobaarne. P = konst.
3 "-4 - paisumine pärast paisumisventiili (isenthalp, i = const.
4 -1 - keetmine aurustis (T = const, P = const).
1-2 - adiabaatiline kompressor kompressoris kuni rõhuni P1.
Jahutustsükli kasulik mõju on soojushulk Q2, mille külmutusagens võtab jahutatud tootest, mille temperatuur on T2.< Т1. Это количество теплоты принято называть холодопроизводительностью цикла, которую можно определить по формуле:
kus i1 on külmutusagensi kuiva auru entalpia;
i4 - vedela külmutusagensi entalpia alamjahtumistemperatuuril;
Сср - külmutusagensi keskmine soojusmaht Р = konst.
Carnot'i vastupidises tsüklis töötava külmutusseadme töö hindamiseks kasutatakse külmutuskoefitsienti, mis on määratletud kui piiratud mõõtmetega külmutusallikast võetud soojushulga ja tsükli kulutatud töö suhe. Aobr on pööratud tsüklile kulutatud töö.
Sellise tsükli läbiviimiseks on vaja külmutusmasina tööahelasse paigaldada täiendav sunniviisiline laiendaja - dendrater. See toob kaasa täiendava energiatarbimise.
Olemasolevates külmutusseadmetes on paisumissilindri (laiendaja) asemel paigaldatud drosselklapp, mille kaudu eeljahutusega külmutusagens läbib. Selle eesmärk on suurendada aurustis keeva külmutusagensi kogust, mis toob kaasa lühema jahutustsükli. Pealegi kaasneb selle tsükliga aurude ülekuumenemine kokkusurumise ajal.
Jahuti tööprotsessi saab kujutada järgmise skeemina. Vedel freoon keeb aurustis temperatuuril T = const ja P2 = const (protsess 4-1 - isobaar, isoterm), võttes vastu soojust Q2, mis eemaldab selle jahtunud kehast.
Soojusvaheti läbiv aur siseneb kompressorisse, kus see surutakse adiabaatiliselt rõhule P1 (protsess 1-2). Kokkusurutud ja ülekuumenenud
kompressorist pärinevad aurud sisenevad kondensaatorisse, kus konstantsel rõhul P1 neid jahutatakse (protsess 2-2 "), samaaegselt eemaldatakse isobaarselt soojus Q1, mis on saadud eelmistes protsessides keskkonnas. see jahutatakse madalama temperatuurini külmutusagensi aurude lahkumisel aurusti või vee abil rõhk P1 = const ja temperatuur on madalam kui kondenseerumistemperatuur T1 (protsessi 2 "-3 isobaarid). Soojusvahetist juhitakse külmutusagens filtrikuivatisse, läbides selle, sisenedes paisumisventiili. Drosseldamisel paisub külmutusagens adiabaatiliselt rõhuni P2 (protsess 3-4 isenthalp i = const) koos temperatuuri langusega T1-lt T2-le. Seejärel korratakse protsessi.
On kompressioonjahutusmasinaid, milles jahutusakt surutakse kokku; soojust kasutavad külmutusmasinad tarbivad soojusenergia; termoelektrilised külmutusmasinad, mis põhinevad Peltieri nähtuse kasutamisel.
Kompressioonjahutusmasinad jagunevad omakorda gaasideks, milles gaasiline külmutusagens ei muuda agregatsiooni olekut, ja aurudeks, milles külmutusagens muudab agregatsiooni olekut (aur - vedelik). Viimane sai kõige rohkem laialdane kasutamine.
Soojust kasutavad külmutusmasinad jagunevad neeldumiskülmutusmasinateks, millesse on kaasatud kaks komponenti - külmutusagens ja absorbeeriv aine (absorbeeriv) ning aurueemaldaja, milles aur surutakse kokku aurueemaldaja abil.
Jahutusaine või jahutusvedelik on külmutusmasina tööaine. Sõltuvalt jahuti tüübist kasutatakse erinevaid jahutusaineid. Niisiis, aurukompressiooniga jahutusmasinates kasutatakse külmutusagensina freoone, ammoniaaki, süsivesinikke (propaan, etaan, etüleen ja muud ained); absorbeerimisel - ammoniaagi ja liitiumbromiidi vesilahused; auru ejektorites - veeaur.
Vaatleme kompressiooniauru, soojusisolatsiooniga neeldumise ja soojust kasutavate ejektoriga külmutusmasinate skeeme ja tööpõhimõtteid.
Joonis 1. Kompressioonjahutusmasina tööpõhimõte
Kompressioonjahutusmasina skeem on näidatud joonisel fig. 1. See koosneb järgmistest põhielementidest: aurusti 2, kompressor 3, kondensaator 6, soojusvaheti 9, filterkuivati 11 ja termostaatventiil TRV 10, mis on torujuhtmete kaudu ühendatud külmutusagensiga täidetud suletud hermeetilisse süsteemi.
Aurusti sisaldab vahepealset soojuskandjat (vett), mis asub külmakumulaatoris 1 soojusvahetuse tulemusena keeva külmutusagensiga. Külmutusagensi keemine aurustis toimub paisumisventiili gaaside tõttu ja seda toetab kompressor madal rõhk... Aurusti külmutusagensi keemistemperatuur on tavaliselt 5-150 madalam jahutatava keskkonna temperatuurist. Aurusti pinna kaudu loobub vesi soojusest külmutusagensile, mis muutub auruks. Seega aurustis keeb külmutusagens madalal temperatuuril, võttes jahutatud veest soojust.
Kompressor tõmbab aurustist välja külmutusagensi aurud ja hoiab aurustis madala keemistemperatuuri juures madalat rõhku. Lisaks pumpab kompressor aurud kondensaatorisse ja surub need nii kõrgele rõhule, et need muutuvad vedelaks, eeldusel, et keskkond neid jahutab temperatuuriga 20-300C.
Kondensaator jahutab kokkusurutud külmutusagensi aurud ümbritseva õhuga, et auru temperatuur alandada kondenseerumistemperatuurini (küllastusaste) ja küllastunud aurude kondenseerumine vedelasse olekusse.
Vastuvõtja loob vedela külmutusagensi, mis on vajalik, et tagada aurustussüsteemi ühtlane külmutusagens. Lisaks on vastuvõtja kondensaatori lisavõimsus, mis takistab kondensaatori ülevoolamist vedela külmutusagensiga. Töötava külmutusmasina vastuvõtja peab olema täidetud vedela külmutusagensiga kuni 50% selle mahust.
Soojusvaheti tagab paisutusventiilile mineva vedela külmutusagensi alamjahutamise ja aurustist kompressorile tuleva aurusahutiga külmiku ülekuumenemise.
Filtrikuivati püüab külmutusagensi mitmesugused mehaanilised lisandid (saepuru, rooste jne) kinni ja imab süsteemi niiskust.
Termostaatiline paisumisventiil on ette nähtud aurustisse siseneva vedela külmutusagensi piiramiseks ja selle voolukiiruse reguleerimiseks. Drosseliga kaasneb külmutusagensi rõhu vähenemine kondenseerumisrõhult aurustumisrõhule. Lisaks tagab termoregulatsiooniklapp aurusti vajaliku täitmise vedela külmutusagensiga, pakkudes ajaühiku kohta nii palju vedelikku, kui aurudel on selle aja jooksul aega kompressorit välja imeda.
Seega töötab jahuti suletud tsükliga. Vedela külmutusagensi alandamise protsessiga termostaatilise paisumisventiiliga (TRV) kaasneb külmutusagensi agregatsiooni oleku muutumine. Osa paisumisventiili läbivast vedelikust muutub küllastunud auruks, jahutades samal ajal ülejäänud külmutusagensi keemispunktini. Seetõttu väljub paisumisventiilist vedela ja küllastunud auru (märg aur) segu. Auru suhteline sisaldus selles segus on 10-20 massiprotsenti või kuni 90-95 mahuprotsenti. Aurustisse sisenev märg aur eraldatakse vedelasse ja gaasilisse faasi. Aurustis olev vedelik keeb keemisrõhul, neelates soojust vahepealsest soojuskandjast (veest) läbi aurusti seinte. Paisumisventiilist tulevad ja keemise käigus tekkivad aurud imetakse kompressori poolt välja. Aurustumistemperatuur ja rõhk sõltuvad nõutavast jahutustemperatuurist, aurusti soojusülekande pinna suurusest ja soojusülekande intensiivsusest.
Kompressorist välja imetud külmutusagensi aurud, mis liiguvad mööda aurustit, soojusvahetuse tulemusena läbi viimase seinte, kuumutatakse täiendavalt. Seetõttu on nende temperatuur aurusti väljalaskeavas tavaliselt 2–70 ° C kõrgem kui keemistemperatuur.
Külmutusagensi aurude kokkusurumisega kompressoris aurustumisrõhust kondenseerumisrõhuni kaasneb nende sisemise energia, rõhu ja temperatuuri tõus. Auru kokkusurumise lõpu temperatuur kompressoris sõltub rõhu erinevusest kompressori sisse- ja väljalaskeava juures ning ulatub 60–800 ° C-ni.
Kondensaatoris toimub järjestikku kolm protsessi: kokkusurutud aurude jahutamine küllastumiseni, nende kondenseerumine ja vedela külmutusagensi ülejahutamine. Kondensatsioonirõhk ja temperatuur sõltuvad jahutuskeskkonna temperatuurist, kondensaatori soojusülekande pinna suurusest ja soojusülekande kiirusest. Reeglina on kondenseerumistemperatuur 5-200C kõrgem kui jahutuskeskkonna temperatuur.
Vedel külmutusagens kondensaatorist vastuvõtja, soojusvaheti ja filtrikuivati kaudu siseneb paisumisventiili ja tsükkel kordub. Seega eemaldab külmutusagens suletud tsüklis liikudes külmaakust veest soojuse ja annab selle õhku, mis puhub üle kondensaatori.
Absorptsioonijahuti
Soojust kasutavas neeldumiskülmutusmasinas (AXM) on aurusti aurust eemaldamiseks absorber, veega täidetud anum. Ammoniaagi aurud (külmutusagens R717) aurustist I sisenevad absorbeerimisse AB. Vesi, mille kaudu mullitatakse ammoniaagi auru, lahustub (imendub, st imendub). Kerge rõhu langus absorberis soodustab uute aurude sisenemist aurustist absorberisse.
Kui ammoniaak lahustub vees, eraldub kuumus, mis halvendab ammoniaagi edasist lahustumist. Seetõttu tuleb absorber jahutada.
Ammoniaagiga küllastunud vesi (tugev lahus) juhitakse generaatorile G. Siin kuumutatakse tugevat lahust pooli läbiva kuuma auruga gaasipõleti). Tugeva lahuse kuumutamisel tekkinud ammoniaagi aurud sisenevad generaatorist kondensaatorisse Kd, kus need jahutatakse veega ja kondenseeritakse. Kõrgsurve vedel ammoniaak surutakse paisumisventiilis sisse ja siseneb aurustisse, kus see keeb madalal rõhul, võttes soojust jahutuskeskkonnast.
Pärast ammoniaagi keetmist generaatorisse jäänud nõrk ammoniaagilahus naaseb absorbeerimisseadmesse ja neelab aurustist tulevad uued ammoniaagi aurud.
Seega kasutatakse erinevalt kompressioonimasinast absorbeerimismasinas kompressori asemel kahte seadet (absorber ja generaator) ning vedeliku varustamiseks mõeldud pumpa, mille võimsus on umbes 10 korda väiksem kui kompressoril .
Kodustes absorptsioonikülmikutes on pump ja 2PB ventiil üldjuhul ringlusest välja jäetud. See saavutatakse aurusti vesiniku lisamisega. Selle tulemusena muutub rõhk kondensaatoris võrdseks ammoniaagi ja vesiniku kogurõhuga aurustis. Sellisel juhul ei mõjuta vesiniku lisamine aurusti ammoniaagi keemistemperatuuri, kuna selle määrab ainult ammoniaagi aurude osarõhk.
Jahutuskoefitsient
neeldumismasinates e? kolm korda vähem kui tihendamisel. Kompressori puudumine, mis töö ajal müra tekitab, laguneb kiiremini kui soojusvahetid, nõuab neeldumismasinate kasutamist ka kodumajapidamises kasutatavate külmikute jaoks.
Võrreldes survekülmutusmasinatega on absorbeerivatel külmikutel aga mitmeid puudusi. Kuna kütteseade on püsivalt või tsükliliselt ühendatud elektrivõrguga, on neeldumisjahutite kasutamine kallim kui perioodiliselt võrku ühendatud kompressioonjahutid. Absorptsioonjahutusmasinate jõudlus on palju väiksem kui kompressioonjahutusmasinatel, neeldumisjahutusseadmete jahutamise ja madala (miinus) temperatuuri saavutamise protsess on palju aeglasem ja saavutatud temperatuur on palju kõrgem kui kompressioonjahutusmasinate puhul.
Absorptsioonitüüpi (AT) külmikud on igapäevaelus laialt levinud. Nad said oma nime neis toimuvate neeldumisprotsesside järgi, s.t. aurustis tekkivate külmutusagensi aurude imendumine vedela või tahke eemaldaja poolt. Külmutusagens on ammoniaak. Ammoniaagi aurud imenduvad veega, moodustades vee-ammoniaagi lahuse.
Lahuse komponendid külmutusseadme täitmiseks on: külmutusagens - ammoniaak, absorbeeriv vesi - bistillaat, inhibiitor - naatriumkromaat Na2CrO4, inertgaas - vesinik. Ammoniaagi-vee lahuse kogus külmutusseadme täitmiseks on 350-750 cm3, ammoniaagi kontsentratsioon ammoniaagi-vee lahuses on 34-36% (massi järgi).
Seade on täidetud ammoniaagi veega ja vesinikuga rõhul 1,47-1,96 MPa. Vesinik on inertne ega reageeri keemiliselt ammoniaagiga.
Vesiniku eesmärk on tekitada ammoniaagi aurudele vasturõhk. Vesinik juhitakse kondensaatorisse enne kondenseerumist madalama rõhuga kui ammoniaagi auru rõhk.
Külmutusseadme torude sisepinna kaitsmiseks korrosiooni eest sisestatakse lahusesse naatriumkromaat (Na2CrO4) koguses? 2% laengu massist. Ammoniaagi vesilahus valmistatakse ammoniaagi segamisel topelt destilleeritud veega.
Külmutusseade asub külmkapi tagaseinal, aurusti asub külmkapi sees.
Neeldumis-difusiooniseadme jahutusvõimsus on 20-30 kcal / h.
Külmutusseade
Riis. Absorptsioonitüüpi külmutusseade
1 - boiler; 2 - tagasijooksukondensaator; 3 - kondensaator;
4 - aurusti; 5 - absorber; 6 - kapillaartoru Ø 0,8 mm
Absorptsioon-difusiooni külmutusseade on valmistatud õmblusteta gaaskeevitatud torudest. Seadme põhikomponendid:
generaator - ammoniaagi aurude tootmine ja nõrga lahuse tõus absorbeerimisseadme väljalaskekõrgusele;
kondensaator - ammoniaagi aurude kondenseerumine;
aurusti - vedela ammoniaagi aurustamine koos külma tekkimisega;
absorber - ammoniaagi auru neeldumine ammoniaagi -vee lahusega (neeldumisprotsess);
elektrikeris - ammoniaagi -vee lahuse kuumutamine generaatoris.
Absorptsioonitüüpi külmutusseadme tööpõhimõte on järgmine. Kontsentreeritud lahust kuumutatakse katlas 1 pidevalt keemispunktini mis tahes soojusallika (elektri, gaasi jne) abil. Kuna külmutusagensi keemistemperatuur on lahusti (absorbenti) keemistemperatuurist oluliselt madalam, siis kontsentreeritud lahuse aurustumise ajal (ligikaudu t = 165–1750 ° C) lahkuvad katlast kontsentreeritud külmutusagensi aurud koos väikese koguse lahustiga . Teel kondensaatorisse läbivad kontsentreeritud külmutusagensi aurud spetsiaalse soojusvaheti (tagasijooksukondensaator 2), milles kontsentreeritud aurud osaliselt kondenseeruvad. Sel juhul voolab tekkinud kondensaat nõrgast lahusest, mis väljub katlast ja kontsentreeritumad külmutusagensi aurud sisenevad kondensaatorisse 3. Väga kontsentreeritud vedel külmutusagens voolab läbi Ø 0,8 mm kapillaartoru kondensaatorist aurustisse 4, kus see keeb. kl negatiivne temperatuur soojuse võtmine külmutuskambrist. Katla nõrk lahus siseneb neelajasse 5 ja keskkond jahutab selle imendumise alguse temperatuurini. Aurustist väljuvad külmutusagensi aurud sisenevad absorberisse ka liikuva jahtunud nõrga lahuse suunas. Absorberis toimub külmutusagensi aurude imendumise (imendumise) protsess nõrga lahusega. Sellisel juhul eraldub keskkonda teatud kogus neeldumissoojust (segamist). Absorberis moodustunud kontsentreeritud lahus juhitakse soojuspumba abil katlasse.
Lahuse ja külmutusagensi ringlus toimub pidevalt, kui katel ja sama soojusallikaga soojendatav soojuspump töötavad. Seega täidab pideva neeldumisega külmutusseadmes mehaanilise kompressori imemisosa rolli neeldur ja tühjendusosa soojuspump.
Venemaa tööstus toodab imendumist külmutusseadmed: Morozko 3m, 4m, 5m; Ladoga 40m; Satelliit ASh-60, kristall 4, 9,9 m, 12 m; Külm, Venemaa. Selliste üksuste maksumus on palju odavam, kuid meie vabariigis puudub garantiiteenindus ja remont.
Aurujuga külmutusmasinas siseneb katlast (aurugeneraatorist) töötav aur ejektori otsikusse, kus see paisub ja, jättes otsiku suurel kiirusel, süstib (kogub) aurustist külma auru. Kogu vool siseneb kondensaatorisse, kus tekib rõhk Pk.
Aurujoaga külmutusmasina skeem
1 - boiler; 2 - ejektor; 3 - aurusti; 4 - jahutusrajatised; 5, 7 - pumbad;
6 - kondensaator.
Kondensaatorist tagastab pumba põhiosa vedelikust katlasse ja väiksem osa siseneb aurustisse PB1 juhtventiili kaudu. Ejektori töö tõttu hoitakse selles madalat rõhku P0, mille juures osa veest aurustub, aurud imetakse ejektori poolt välja ning põhiosa jahutatakse ja pumbatakse jahutatavate objektide juurde. Vesi naaseb aurustisse PB2 juhtventiili kaudu.
Energiaindikaatorite poolest on aurumootorid kompressioonimootoritest madalamad, kuid nende konstruktsiooni ja hoolduse lihtsus, madal alghind, kõrge töökindlus ja võimalus kasutada vähese potentsiaaliga soojust võimaldavad neid kasutada teatud tingimused eelistatud.
Külmutusmasinate tööained, nende peamised omadused ja ulatus
Tööainet, mille abil toimub külmutusmasinas vastupidine ringtsükkel, nimetatakse külmutusagensiks. Külmutusaineid kasutatakse jahutites, kliimaseadmetes ja soojuspumpades. Kõige tavalisemad soojusallikad on vesi, ammoniaak, freoonid ja õhk.
Sõltuvalt kasutatavast jahutusainest on külmutusmasinad jagatud kahte rühma: aur ja gaas.
Aurumasinaid on kahte tüüpi - kokkusurumine ja neeldumine. Esimest tüüpi masinates ringleb külmutusagens kompressori abil. Teise tüübi puhul tagab ringluse soojendaja soojusenergia, kui see soojendab veeldatud gaasi.
Gaasimootorid kasutavad külmutusagensina õhku.
Kliimaseadmetes kasutatakse vett külmutusagensina, sest jahutusvedeliku temperatuur on alati üle 00С (t> 00С).
Vett kasutatakse külmutusagensina neeldumis- ja ejektoritüüpides.
Ammoniaaki kasutatakse spetsiaalsetes absorptsioonitehastes keemistemperatuuril tc> -700C. Selle peamised eelised:
Väike erimaht aurustumistemperatuuridel;
Kõrge aurustumissoojus;
Õli vähene lahustuvus;
Ei mõjuta terast koordineerivalt.
Puuduste hulka kuuluvad selle mürgisus, tuleohtlikkus, samuti plahvatusohtlikkus kontsentratsioonis õhus 16 ... 26,8%. Veega segades söövitab see tsinki, vaske, pronksi ja muid vasesulameid, välja arvatud fosforpronks. Seetõttu on fluori, kloori ja broomi sisaldavad süsiniku- või süsivesinikühendid külmutusagensitena laialdasemalt levinud. See on parandanud jahutite töökindlust, energiatõhusust ja ohutust. Esialgu nimetati selliseid küllastunud süsivesinike halogeenitud derivaate freoonideks, kuna Ameerika kaubandusettevõte "DuPont" 1928. aastal sünteesis esimest korda freoon-12. Praegu on termini "freoon" asemel kasutusele võetud mõiste "freoon". Freoonide tähistamine vastavalt rahvusvahelisele standardile MS ISO 817-74 on koostatud vastavalt valemile R - N (kus R on külmutusagensi tähistav sümbol; N on freooni number või teiste külmutusagensite jaoks määratud number). Freoonide puhul dešifreeritakse number järgmises järjekorras.
Kahekohalise numbri esimene number või kolmekohaline number kaks esimest või kaks esimest tähistavad küllastunud süsivesinikku CnH2n + 2, mille alusel saadakse freoon. On kehtestatud järgmised arvud: 1 - CH4 (metaan); 11 - C2H6 (etaan); 21 - C3H8 (propaan); 31 - C4H10 (butaan) jne. Küllastunud süsivesinike CnH2n + 2 halogeniidühendeid, mis on saadud vesinikuaatomite asendamisel fluori, kloori ja broomi aatomitega (CnHxFyClzBru), on äärmiselt palju. Nendesse keemilistesse ühenditesse kuuluvate üksikute koostisosade molekulide arv on seotud suhtega x + y + z + u = 2n + 2.
Paremal kirjutage fluori aatomite arv freoonis CF2Cl2 - R12, C3F4Cl4 - R214 jne. Kui freoonis on broomi aatomeid, kirjutatakse põhinumbri järel täht B, millele järgneb broomi aatomite arv: CF2Br2 - R12B2. Asendamata vesinikuaatomid - pluss nii palju ühikuid, kui on asendamata aatomeid esimesele numbrile (metaan) või teisele ühendile teisele aatomile.
Külmaainete peamised omadused hõlmavad termofüüsikalisi, füüsikalis -keemilisi ja füsioloogilisi omadusi. TO termofüüsikalised omadused sisaldavad viskoossust m, soojusjuhtivust l, tihedust c, külmumistemperatuuri tcr jne. m, l, s - mõjutavad soojusülekandetegurit keemise ja kondenseerumise ajal. Suured väärtused l, s ja madal viskoossus m vastavad suurtele soojusülekandetegurite väärtustele. Viskoossus ja tihedus mõjutavad pea takistust, kui külmutusagens süsteemis ringleb. Füüsikalis -keemiliste omaduste hulka kuuluvad lahustuvus määrdeõlides ja vees, inertsus metallide suhtes, plahvatusohtlikkus ja tuleohtlikkus. Füsioloogiliste omaduste poolest ei tohiks külmutusagensid olla mürgised.
Õliga suhtlemise olemuse järgi on kõik külmutusagensid jagatud kahte rühma. Esimene hõlmab külmutusaineid, mis on piiratud lahustuvusega õlis (ammoniaak R717, süsinikdioksiid R44, freoonid R13, R14, R115 on tihedalt seotud); teise rühma - piiramatu lahustuvusega (R11, R12, R21, R22, R40). See tähendab, et piiratud lahustuvusega segu vedelas faasis täheldatakse kahte kihti, millest ühes on ülekaalus õli ja teises külmaaine. Teisel juhul seda ei täheldata ja lisaks, kui keev ei ole puhas külmutusagens, vaid segu (R12 + õli), tuleb sama keemistemperatuuri saamiseks, mis puhta R12 puhul, säilitada madalam keemistemperatuur ja seega kulutada liigset tööd auru kokkusurumisele.
Lisaks on õli-külma segu kõrge viskoossusega. Ja see vähendab soojusülekande koefitsienti. Freoonide lahustuvus vees on samuti oluline külmutusmasina normaalseks tööks. Liigne niiskus paneb jää sulgema termostaatventiili drosselaugu.
Freoonide koosmõju metallidega sõltub ka nende niiskusesisaldusest.
Halogeenitud süsivesinikud toodavad niiskusega halogeenhappeid, mis võivad põhjustada freooni hüdrolüüsi ja metallide korrosiooni.
Külmutusagens ei tohi olla plahvatusohtlik ja mürgine ning ei tohi õhuga segunedes süttida. Ammoniaak aga ärritab silmi ja ülaosa hingamisteed... Selle lubatud kontsentratsioon õhus on> 0,02 g / m3.
Freoonid, milles on palju fluori või on täielikult fluoritud (R13, R113), on inimestele praktiliselt kahjutud. R12 laguneb oma koostisosadeks ainult lahtise leegiga. Selle lagunemissaadused sisaldavad fosgeeni. Fluoriidi puudus - osooniaugud.
Millistes piirkondades kasutatakse erinevaid külmutusagense?
Kokkusurutud külmutusmasinates kasutatakse ammoniaaki (R717), freoone (R12, R22), et saada keemistemperatuur kuni -30 ... -400C ilma vaakumita jahutussüsteemis. R12 kasutatakse üheastmelistes külmutusmasinates tkond =< + 750С и tкип = >-300C, kodustes külmikutes, konditsioneerides, vesijahutusega külmikutes. R22 kasutatakse masinates, millel on ühe- ja kaheastmeline kokkusurumine kolvi- ja kruvikompressoritega, samuti kodumajapidamises kasutatavates külmikutes. Vahemik tboil = -10 ... 1700С, tkond =< 500С.
Õli lahustuvuse ja ringluse vähendamiseks kasutatakse R22 asemel R22 ja R12 segu, samuti R502 asetroopset segu.
R502 kasutatakse madala temperatuuriga üheastmelistes külmutusmasinates temperatuuril tkond =< 500С и tкип = >-450C jne.
Praktiliseks kasutamiseks võib kõige paljulubavamaks pidada järgmisi külmutusagense:
kõrge temperatuuriga külmutusmasinate jaoks
Rkr / P0 R12 / R114; R22 / R114; R143 / R142
P0 - paisumisrõhk
keskmise temperatuuri jaoks
R22 / R114; R143 / R12; R13B1 / R12; R12 / R142; R22 / R12 / R142 / CO2
madala temperatuuri jaoks
R13 / R12; R13B1 / R12; R13 / R22 / R12 / lämmastik.
Enamlevinud freoonide ligikaudsed nimetused ja peamised termodünaamilised omadused
Vastavalt kondensatsioonirõhule kondensatsioonitemperatuuril tк = 300С jagatakse külmutusagensid kolme rühma:
1) kõrgsurve külmutusagensid (2< Р30 < 7 МПа) или низкотемпературные (tн.к ниже -600С) - R744; R13; R14;
2) keskmise rõhuga külmutusagensid (0,3< Р30 < 2 МПа) или среднетемпературные (tн.к выше -600С и ниже -100С) - R717; R12; R22; R115; R143; R502;
3) madala rõhuga külmutusagensid (P30< 0,3 МПа) или высокотемпературные (tн.к выше -100С).
Külmutusagensi kasutamise tüübi järgi jagunevad külmutusmasinad ammoniaagiks, freooniks, propaaniks, auruvette, ammoniaagivette jne. Praktikas kasutatakse üle kahekümne jahutusaine.
Alates aastast põllumajandus kasutatakse peamiselt kompressioonjahutusseadmeid, tuleb kompressori hõõrduvad osad põhjalikult määrida. Määrimiseks kasutatakse spetsiaalseid määrdeõlisid, mis säilitavad pika aja jooksul oma füüsikalis -keemilised omadused ilma vananemiseta võimaliku madala valamispunktiga ja kõrge temperatuur välk. Sel eesmärgil kasutatakse spetsiaalseid kõrgekvaliteedilisi külmutus- (külmutus) õlisid, tüüp HF. Sellisel juhul peab iga freooni tüüp vastama oma õlitüübile (R12-HF 12-16; R22 -HF 22-24; R717 -XA; XA-23; XA-30; XA-34).
Õli vananemine toimub õhu hapniku mõjul, mille tagajärjel tekib metallide korrosioon ja vaiguliste ainete eraldumine, mis põhjustab külmikus väikeste kanalite ummistumist. Määrdeõlid ei tohi olla niisked. Seetõttu vabastatakse need põhjalikult kuivatatuna ja hoitakse hermeetiliselt suletud anumas. Enne külmutusmasina täitmist tuleb õli täiendavalt kuivatada.
Määrdeõlidel peaks olema madal hägustumis- ja valamispunkt. Hägusus tekib siis, kui temperatuur langeb vahakristallide õlist vabanemise tõttu. Ja see toob kaasa masina väikeste voolusektsioonide (kapillaartorud) ummistumise ja külmiku normaalse töö häirimise.
LISAKIRJANDUS
Külmutusseadmed. Ed. V.F. Lebedev. -M.: Agropromizdat, 2006.
AI Pobedinsky jt. Kunstlik külm agrotööstuskompleksi ettevõtetes. -Mn.: Urajay, 2004
...Füüsiline alus kunstliku külma saamiseks. Külmutusained ja vahepealsed külmutusagensid, nende omadused ja nõuded neile. Külmutusmasinate ja -seadmete tüübid, jahutussüsteemid, rajatiste remont ja nende tööülesanded.
test, lisatud 29.03.2011
Külma kasutamine kondiitritööstuses. Jahutuskeskkonna optimaalsed parameetrid maiustuste tootmiseks. Külma tarbijate rühmitamine külma isotermi järgi. Külmutusmasinate termodünaamiliste tsüklite arvutamine. Külmutussüsteemi skeem.
kursusetöö, lisatud 19.06.2011
Külmutusseadmete paigaldamine: seadmed sisseehitatud hermeetiliste masinatega, väikesed seadmed kaugseadmetega, keskmise ja suure võimsusega seadmed. Tehnika ohutu töö külmutusseadmete hoolduse ja kasutamise ajal.
kursusetöö, lisatud 11.05.2009
Jahutussüsteemid külmad ruumid... Peamised külmetusviisid. Kompressioonjahutusmasina seade ja tööpõhimõte. Kaasaegses äritegevuses kasutatavad külmutusmasinad ja -seadmed. Nende disain ja peamised tüübid.
kursusetöö, lisatud 17.04.2010
Külmutusseadmete ulatus. Seadmete, külmutus- ja kompressorimasinate ning -seadmete hooldus vastavalt tehnilistele joonistele ja dokumentatsioonile. Nõuded individuaalsed omadused erialane ja erialane koolitus.
esitlus lisatud 01.10.2012
Aurukompressoriga külmutusmasinate agregeerimise põhiprintsiibid. Kompressori kondenseerimis- ja kompressori aurustusseadmete koostis. Disaini omadusedõhu kondensaator. Külmkapotid, nende tüübid ja ulatus.
abstraktne, lisatud 09.11.2014
Jahutustehnoloogia põhieesmärgi tunnusjoon, mis võimaldab teil säilitada toiduainete omadusi, aga ka hankida uute omadustega toiduaineid. Kompressiooni-, neeldumis- ja aurujõhuga jahutusmasinate tööpõhimõte.
abstraktne, lisatud 15.12.2010
Külmutusaurustite ajalugu ja hetkeseis. Vaiksed jahutuskambriseadmed. Peamiste külmutusaurustite klassifikatsioon ja disain. Vaiksed jahutuskambriseadmed. Atmosfääri aurustite moderniseerimine.
kursusetöö, lisatud 12.10.2013
Külmutustehnoloogiate roll toiduturul. Ehitusala omadused. Hoiuruumide ja külmikute hoonestusalade arvutamine. Hoone- ja soojustuskonstruktsioonide valik ning soojusisolatsiooni paksuse arvutamine. Varustuse valik.
kursusetöö, lisatud 29.06.2012
Absorptsioonjahutusmasinate loomise ja klassifitseerimise ajalugu; ulatus ja kasutamine. Tsükli, generaatori, sööda tee arvutamine esialgse segu jaoks. Mitmeastmelise väljatõmbamismasina ja neeldumis-difusiooniseadme patendi ülevaade.
See on soojuse eemaldamine jahutatud kehast keskkonda. Selle meetodi abil saab jahutatud keha temperatuuri alandada ainult ümbritseva õhu temperatuurini. See on kõige lihtsam jahutusmeetod ilma energiatarbimiseta.
Kunstlik jahutus- See on keha jahutamine alla ümbritseva õhu temperatuuri. Kunstliku jahutuse jaoks kasutatakse külmutusmasinat või külmutusseadmeid. Kusjuures jahutusmeetod on vaja energiat kulutada.
Saamiseks on mitu võimalust kunstlik külm... Lihtsaim on jahutamine jää või lumega. Jää jahutamine on märkimisväärne puudus - jahutamistemperatuuri piirab jää sulamistemperatuur. Jahutitena kasutatakse vesijää, jää-soola segusid, kuiva jääd ja vedelaid külmutusaineid (freoonid ja ammoniaak).
Jää-soola jahutamine toodetud purustatud kujul vesijää ja soola. Soola lisamise tõttu suureneb jää sulamiskiirus ja väheneb jää sulamistemperatuur. Kuiva jää jahutamine põhineb tahke süsinikdioksiidi toimel - soojuse neeldumisel läheb kuivjää tahkest olekust gaasilisse olekusse. Kuiva jää abil saate madalama temperatuuri kui vesijää: 1 kg kuiva jää jahutav toime on peaaegu 2 korda suurem kui 1 kg vesijää, jahutamisel ei teki niiskust, eraldub süsihappegaasi omab säilitusomadusi, aitab kaasa toodete paremale säilimisele. Kuivat jääd kasutatakse külmutatud toodete transportimiseks, pakendatud jäätise jahutamiseks, külmutatud puu- ja köögiviljade ladustamiseks.
Kõige tavalisem ja mugavam on masina jahutamine. Võrreldes teistega on masina jahutamisel järgmised eelised:
Alus masina jahutamine mõnede ainete omadus peaks keema madalal temperatuuril, neelates samal ajal keskkonnast suurel hulgal soojust. Selliseid aineid nimetatakse külmutusagensiteks ().
Külmaained- need on aurukülmutusmasinate tööained, mille abil saadakse madalad temperatuurid. Külmutusagensitel peab olema kõrge aurustumissoojus, madal keemistemperatuur ja kõrge soojusjuhtivus. Samal ajal ei tohi külmutusagensid olla plahvatusohtlikud, tuleohtlikud, mürgised. Külmaainete maksumus on oluline. Nendele nõuetele sobivad kõige paremini freoon 12, freoon 22 ja ammoniaak. Freooni tarnitakse kaubandusettevõtetele metallballoonides, värvitud alumiiniumvärviga ja märgistusega R12 või R22.
Kompressoriga jahutusseadmed on kiiresti riknevate toiduainete töötlemise ja ladustamise ettevõtete peamised elektritarbijad, mis nõuab energiaressursside säästmiseks reservide otsimist. Kuna enamikku meie riigi territooriumist iseloomustavad pikad talved madala õhutemperatuuriga, on väga paljutõotav suund energiaressursside säästmiseks loodusliku külma laialdane kasutamine. Märgime mitmeid juhiseid loodusliku külma kasutamiseks.
Lihtsaim ja levinuim meetod on külma õhu otsene tarnimine jahutus- või hoiukambrisse, kui välisõhu temperatuur on kambrites nõutav või madalam. Välisseintesse tehakse augud ventilaatori õhu sisselaskmiseks ja selle vabastamiseks kroonlehe kaudu tagasilöögiklapp(joonis 94). Õhk juhitakse kambrisse läbi reguleeritavate akendega õhukanali, mis ventilaatori seiskumisel sulguvad automaatselt siibrite abil. Kambri temperatuuri hoiab kahe asendiga temperatuurilüliti, mis lülitab ventilaatori sisse või välja. Pakkimata toodete paigutamisel ventilaatori sisselaskeava kambrisse on vaja paigaldada filtrid õhu puhastamiseks tolmust ja mikroorganismidest (näiteks LAIK SP-6 /15 või LAIK SP-6 / 15A). On kindlaks tehtud, et piirkondades, kus suhteline õhuniiskus on 85% ja rohkem, pakendamata toodetega kambrites on võimalik kasutada välisõhku niisutamata. Muudel juhtudel on ette nähtud niisutussüsteem. Võttes arvesse loodusliku külma kasutamise hooajalisust, on soovitav kombineerida kambrite loodusliku ja kunstliku jahutamise seadmeid. Kui töötate sisseehitatud jahutusega suveperiood aedade avad suletakse soojusisolatsiooniga luukidega. Kartuli ja köögivilja massilise kasvatamise peamiste piirkondade puhul langeb ladustamisaeg kokku piisavalt madala välistemperatuuri stabiilse seisukorraga. Sellega seoses on laialt levinud meetod toodete lahtiseks ladustamiseks aktiivse ventilatsiooni tingimustes, kasutades looduslikku külma. Välisõhk juhitakse ventilaatori abil muutuva ristlõikega õhukanalisse, mis asub hoidla perforeeritud põranda all (joonis 95). Sissepuhutav õhk niisutatakse, läbib tooteid alt üles ja eemaldatakse hoidikust läbi deflektori. Ventilaator ja niisutaja lülitatakse automaatselt sisse vastuseks diferentseeritud termostaatide andurite signaalile, kui välisõhu temperatuur on 2 ... 3 ° C madalam kui toote massi temperatuur. Õhu niisutamine toimub veeauru või pihustiga. Optimaalsed väärtusedõhuniiskus enne toote sisenemist on 90% või rohkem ja õhutarbimine 1 tonni toote kohta on üle 100 m 3 / h.
Piimatööstuses on tavaline külmutusagensi jahutamine väliste soojusvahetite või jahutustornide abil. Soojusvahetitena saate kasutada standardseid õhujahuteid, millel on kõrge viimistlusaste ja võimsad ventilaatorid (näiteks VOG-230), mis on paigaldatud õue (kompressoripoe katusele). Arvestades looduslikku külma kasutavate soojusvahetite piiratud tööaega, üldine skeem jahutusvedeliku (vesi, soolvee) ringlus peab olema liikuv ja sellel peab olema lülitus, mis põhineb erinevatel töörežiimidel: jahutusvedeliku jahutamine ainult väliste soojusvahetite abil; väliseadmete ja aurustite ühistöö külmutusseade; jahutusaine jahutamine ainult külmutusseadme aurustites. Talvel võib jäävett saada jahutustornides, kus külmutusseadmed on täielikult või osaliselt välja lülitatud. Joonisel fig. 96 näitab jahutustorni ühendusskeemi jahutusvedeliku jahutamiseks, mis töötab kolmes režiimis: öine külma kogunemine, jahutusvedeliku ringlusring (jahutustorn - paak - pump); protsessiseadmete jahutamine kogunenud külmaga ja jahutusvedeliku alajahtumine jahutustornis; jahutusvedeliku jahutamine aurustis. Parameeter, mille abil üks või teine jahutusmeetod valitakse, on tehnoloogilistesse seadmetesse siseneva jahutusvedeliku temperatuur.
GPV tüüpi standardseid jahutustorne kasutatakse vee saamiseks temperatuuril 1 ... 4 ° C välisõhu temperatuuril –5 ° C ja alla selle. Kilejahutustornide seadme puuduseks on jää moodustumine konstruktsioonielementidele, mis viib ringleva õhu hulga järsu vähenemiseni jne. jahutatud vee temperatuuri tõstmine. See puudus on kõrvaldatud Ya10-OU0 kaubamärgi paigaldamisel ringleva vee tasuta jahutamiseks talvel. See tagab vesijahutuse vahemikus 10–5 ± 1 ° C ümbritseva õhu temperatuuril –5 ° C ja alla selle. Suveperioodil täidab seade ringlusveevarustussüsteemi jahutustorni funktsioone. Perioodiliseks jää eemaldamiseks on ette nähtud sulatussüsteem. Jahutustorn on paigaldatud avatud ala tagades vaba äravoolu kaubaalusest akumuleerimisseadmesse, samal ajal kui märkide erinevus äravoolutoru kaubaalus ja veetase akumuleerimisseadmes on vähemalt 1 m.
Erilist tähelepanu väärib talvekülma kogumise meetod jääkuhjade külmutamise teel, mis võimaldab märkimisväärse osa suveajast ilma masinjahutuseta hakkama saada, mis säästab energiaressursse, määrdeained, pikendab seadmete kasutusiga.
Teine looduslikust külmast tingitud energiasäästu reserv on selle kasutamine õhu kondensaatorid mida saab kasutada eelkondensaatoritena koos kesta- ja torukondensaatoritega. Talvel võivad õhu eelkondensaatorid paigaldiselt üle võtta kogu soojuskoormuse, samas kui kondenseerumistemperatuur võib olla meelevaldselt madal, mis aitab säästa külma. Loodusliku külma kasutamine jahutamiseks on ammendamatu tõhususe allikas tehnilised lahendused Lisaks saab kahe või enama vaba jahutuse tüübi kombineerimisega saavutada piisavalt kõrgeid tehnilisi ja majanduslikke näitajaid.
Meie ettekujutuses seostub „termilise füüsika” mõiste tavaliselt soojuse tootmise, kütuse põletamise efektiivsuse ja energia vastuvõtmisega. On selge, et Siberi elanike jaoks on kuumus tähtsamal kohal kui külm. Sellele vaatamata on külma tootmine ka üks kiireloomulisi ülesandeid soojusfüüsika valdkonnas töötavatele teadlastele. Ja kõige tähelepanuväärsem on see, et külma tootmiseks pakuvad nad sama soojust!
Miks me peame külma tootma, ma arvan, et paljud meist mõistavad. Külma on vaja toidu säilitamiseks, ruumides soodsa mikrokliima loomiseks, teatud tootmisprotsesside jaoks. Kõigil meist on majas külmkapp ja kõik tavalised avalikud hooned on konditsioneeriga. Kujutage ette kohvikut, poodi, hotelli või ärikeskust, kus pole kliimaseadet, ja saate aru, et jahutussüsteem on sama oluline kui küttesüsteem isegi Siberis. Talvel muidugi vajame soojust. Suvel? Suvi meie piirkonnas lööb vahel ka kuumarekordeid. Ja lõunamaade kohta pole midagi öelda.
Ühesõnaga, tänapäevased mugavusparameetrid ja toiduainete ladustamise vajadus nõuavad ühel või teisel viisil külma tootmist. Ja pean ütlema, et aastast aastasse suureneb kunstliku külma vajadus nii Venemaal kui ka välismaal.
Kuidas külma toodetakse? Tänapäeval on kahte peamist tüüpi külmutusmasinaid - aurukompressiooniga jahutusmasinad ja liitiumbromiidi neeldumismasinad. Esimene tüüp on meile hästi teada - nii töötavad meie majapidamises kasutatavad külmikud vooluvõrgust. Selliste masinate töö põhineb külmutusagensi - freooni (freooni) - agregatsiooni oleku muutumisel mehaanilise energia mõjul. Elektrienergia muundamiseks mehaaniliseks energiaks kasutatakse siin kompressoreid, nagu me teame.
Mis puutub teist tüüpi külmutusmasinatesse, siis nende töö põhineb tööpaari ainete - absorbenti ja külmutusagensi - keemilisel vastasmõjul ning külmutusagensi agregaadi oleku muutumisel soojusenergia mõjul. Teisisõnu, sellised masinad kasutavad töötamiseks soojust.
Ja siin me lihtsalt jõuame väga oluline punkt mis käsitlevad teist tüüpi külmutusmasinaid. Niisiis, kui esimesel juhul peame kulutama elektrit külma tootmiseks, siis teisel juhul võime kasutada "üleliigset" soojust, mis muudel asjaoludel lendab väga sageli torusse (otseses mõttes). Loomulikult võivad selliste masinate kütteallikatena kasutada ka tavalisi energiaressursse - gaasi või kütteõli, kuid võite kasutada ka katlamajade auru, koostootmisjaamade vahekaevandamist, kuum vesi, suitsugaasid või tööstusharude jäätmed. Teisisõnu, tänu absorbeerimismasinatele atmosfääri eralduv soojus on külmatootmiseks üsna sobiv. See tähendab, et sel juhul ei ole vaja väärtuslikke energiaressursse raisata - piisab heaperemehelikult kasutatavast "ülejäägist" soojusest, millest palju tekib just suvel, mil on mõtet ruume jahutada.
Pean ütlema, et tõhusus on liitiumbromiidi neeldumisjahutusseadmete üks olulisemaid eeliseid aurukompressiooniga võrreldes. Nagu me aru saame, muutub see elektritariifide pidevat kasvu arvestades eriti oluliseks.
Teine oluline eelis on freoonide (freoonide) puudumisega seotud keskkonnasõbralikkus, mille kasutamine on paljudes riikides piiratud vastavalt Montreali ja Kyoto protokollidele. Need piirangud ei kehti liitiumbromiidmasinate kohta. Siin kasutatakse absorbenti vee lahus liitiumbromiid on lendumatud ja mittetoksilised, madala ohtlikkusega ained.
Teine eelis on seotud madala müratasemega roboti ajal. Võite mainida ka hoolduse lihtsust, pikka kasutusiga ning tule- ja plahvatusohutust.
Tänu nendele eelistele suudavad sellised masinad leida laialdast rakendust nii igapäevaelus kui ka majandustegevuses. Nende rakendusala on üsna lai - metallurgiaettevõtetest, tuumaelektrijaamadest, naftakeemiatehastest - kasvuhooneteni, kortermajad, kaubanduskeskused ja muud avalikud hooned, kus on vaja luua mugav mikrokliima. Ja mis kõige tähtsam (rõhutame veel kord), seda mugavust on võimalik saavutada minimaalse energiatarbimisega!
Kas selliseid masinaid arendatakse meie riigis? Jah, nad arenevad! Ja nad isegi toodavad. Just sellist näidist, mille on välja töötanud Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali termofüüsika instituudi spetsialistid, toodetakse Kemerovo piirkonnas. Lisaks on oluline märkida, et kodumaistel autodel on võrreldes teistega mõned eelised. Näiteks, nagu nad ütlevad, "kohanduvad" konkreetse tarbijaga. Meie spetsialistid kasutavad paindlikku projekteerimissüsteemi ja teostavad montaaži kohapeal. Lisaks saavad nad pakkuda klientidele väga suure võimsusega masinat - kuni 5,3 MW. Lisaks, arvestades keerulisi tegelikke olukordi, on arendajad pakkunud - eriti hädaolukordade puhul - dubleerimist automaatne süsteem manuaalse süsteemi juhtimine ("nuppude" abil).
Kuid see individuaalne lähenemine näitas oma nõrgad kohad... Me räägime turukonkurentsist välismaiste seeriaproovidega (pärit peamiselt Hiinast). Niisiis, välismaised tootjad, "tembeldades" selliseid masinaid konveierile, saavad kasutada dumpingut. Ja kui me räägime hiinlastest, siis võivad nad üldiselt loota riigi toetusele, viies läbi Venemaa turu vallutamise. Riik ei kavatse meie tootjaid aidata (ega aita).
Siiani ei räägi me kodumaiste autode seeriatootmisest. See on muidugi ainult plaanides. Seetõttu viivad IT SB RAS spetsialistid praegusel ajal (mis on väga oluline) oma loomingu täiuslikuks, kohandudes nii palju kui võimalik iga tarbija vajadustega. Võib -olla on sellel individuaalsel lähenemisel oma pluss. Pole välistatud, et selline "käsitsi kokkupanek" muutub kunagi kõrge kvaliteedi näitajaks ja on turul kõrgelt hinnatud.
