Теоретичною основою, на якій побудований принцип роботи холодильників, є другий закон термодинаміки. Охолоджуючу робоче тіло (холодоагент) в холодильниках робить так званий зворотний цикл Карно. При цьому основний внесок в передачу теплоти вносить зміну термодинамічної стану холодоагенту не в циклі Карно, а в фазових переходах - випаровуванні і конденсації холодоагенту. В принципі, можливе застосування в холодильній циклі тільки циклу Карно, але при цьому для досягнення високої хладопроизводительности потрібно або компресор, що створює дуже високий тиск, або дуже велика площа теплообміну в охолоджувальному і нагрівають теплообменниках.
Основними складовими частинами холодильника є:
компресор, що створює необхідну різницю тисків;
випарник, що забирає тепло з внутрішнього обсягу холодильника;
конденсатор, який чи тепло в навколишнє середовище;
терморегулювальний вентиль, що підтримує різницю тисків за рахунок дроселювання холодоагенту;
холодоагент - речовина, що переносить тепло від випарника до конденсатору.
Компресор засмоктує з випарника холодоагент у вигляді пари, стискає його (при цьому температура холодоагенту підвищується) і нагнітає в конденсатор, де холодоагент конденсується в рідину віддаючи теплоту конденсації в зовнішнє середовище.
У побутових холодильниках використовуються герметичні поршневі мотор-компресори. В таких компресорах електродвигун розташовується всередині корпусу компресора, що дозволяє запобігти витоку холодоагенту через ущільнення вала. Для поглинання вібрацій застосовується пружна підвіска мотор-компресора. Підвіска мотор-компресора може бути зовнішньої, коли на пружинах підвішується весь корпус мотор-компресора, або внутрішньої, коли підвішений тільки електродвигун компресора всередині корпусу.
У сучасних побутових холодильниках зовнішня підвіска не застосовується, так як вона гірше поглинає вібрації компресора, і який до того ж більш гучний. Для змащування частин компресора і електродвигуна застосовують спеціальні рефрижераторні масла, що володіють низькою температурою застигання. Масло і холодоагент добре розчиняються одна в одній.
У конденсаторі нагрітий у результаті стиску холодоагент остигає, віддаючи тепло в зовнішнє середовище, і при цьому конденсується, тобто перетворюється в рідину, що надходить в капіляр.
У побутових холодильниках найчастіше застосовуються ребристо-трубні конденсатори, як оребрения застосовується сталевий дріт або сталевий перфорований лист. Відведення тепла від конденсаторів зазвичай природний - за рахунок (конвекції і теплового випромінювання, в високопродуктивних і промислових холодильниках застосовується примусове охолодження конденсатора вентиляторним повітрям або водою.
Рідкий холодоагент під тиском через дросселирующее отвір (капіляр або терморегуліруемий розширювальний вентиль) надходить у випарник, де за рахунок різкого зменшення тиску відбувається випаровування рідини. При цьому холодоагент віднімає тепло у внутрішніх стінок випарника, відбирається теплота витрачається на теплоту кипіння рідини, за рахунок чого відбувається охолодження холодильного простору холодильника, де і знаходиться випарник.
Випарники побутових холодильників найчастіше листотрубних, зварені з пари алюмінієвих листів з внутрішніми каналами для проходження хладагента. Випарник морозильної камери часто і є її корпусом, в той час як випарник холодильної камери (в холодильниках з двома випарниками) розташовують на задній стінці камери.
Таким чином, в конденсаторі холодоагент під впливом високого тиску конденсується і переходить в рідкий стан, виділяючи теплоту, а в випарнику під впливом низького тиску закипає і переходить в газоподібний, поглинаючи теплоту.
Терморегуліруемий розширювальний вентиль необхідний для створення необхідної різниці тиску між конденсатором і випарником, при якій відбувається цикл теплопередачі. Він дозволяє правильно (найбільш повно) заповнювати внутрішній обсяг випарника киплячим холодоагентом. Пропускний перетин вентиля змінюється в міру зниження теплового потоку в випарнику, при зниженні температури в холодній камері витрата циркулюючого хладагента зменшується.
У побутових холодильниках найчастіше замість терморегуліруемого розширювального вентиля використовується капіляр. Він не змінює своє перетин, а дроселює певну кількість холодоагенту, залежне від тиску на вході і виході капіляра, його діаметра, довжини і типу холодоагенту.
Велике значення має чистота холодоагенту: вода і домішки можуть засмітити капіляр або пошкодити компресор. Домішки можуть утворюватися в результаті корозії внутрішніх стінок трубопроводів холодильника, а волога може потрапити при заправці холодильника, або проникнути через нещільності (особливо в холодильниках з відкритим компресором). Тому при заправці ретельно дотримується герметичність, перед заправкою холодоагентом циркуляційний контур вакуумируют. В кожному холодильнику є фільтр-осушувач, який встановлюється перед капилляром.
Зазвичай також застосовується найпростіший протиточний теплообмінник, що знижує температуру рідкого холодоагенту від конденсатора перед подачею в випарник. В результаті в випарник надходить вже охолоджений рідкий холодоагент, який потім ще сильніше охолоджується в випарнику, в той час як холодоагент, що надійшов з випарника, підігрівається, перш ніж вступити в компресор і конденсатор. Це дозволяє збільшити тепловий ККД і продуктивність холодильника, а також запобігти потраплянню рідкого холодоагенту в компресор [5].
Основними складовими частинами холодильника є:
компресор, що створює необхідну різницю тисків;
випарник, що забирає тепло з внутрішнього обсягу холодильника;
конденсатор, який чи тепло в навколишнє середовище;
терморегулювальний вентиль, що підтримує різницю тисків за рахунок дроселювання холодоагенту;
холодоагент - речовина, що переносить тепло від випарника до конденсатору.
Компресор засмоктує з випарника холодоагент у вигляді пари, стискає його (при цьому температура холодоагенту підвищується) і нагнітає в конденсатор, де холодоагент конденсується в рідину віддаючи теплоту конденсації в зовнішнє середовище.
У побутових холодильниках використовуються герметичні поршневі мотор-компресори. В таких компресорах електродвигун розташовується всередині корпусу компресора, що дозволяє запобігти витоку холодоагенту через ущільнення вала. Для поглинання вібрацій застосовується пружна підвіска мотор-компресора. Підвіска мотор-компресора може бути зовнішньої, коли на пружинах підвішується весь корпус мотор-компресора, або внутрішньої, коли підвішений тільки електродвигун компресора всередині корпусу.
У сучасних побутових холодильниках зовнішня підвіска не застосовується, так як вона гірше поглинає вібрації компресора, і який до того ж більш гучний. Для змащування частин компресора і електродвигуна застосовують спеціальні рефрижераторні масла, що володіють низькою температурою застигання. Масло і холодоагент добре розчиняються одна в одній.
У конденсаторі нагрітий у результаті стиску холодоагент остигає, віддаючи тепло в зовнішнє середовище, і при цьому конденсується, тобто перетворюється в рідину, що надходить в капіляр.
У побутових холодильниках найчастіше застосовуються ребристо-трубні конденсатори, як оребрения застосовується сталевий дріт або сталевий перфорований лист. Відведення тепла від конденсаторів зазвичай природний - за рахунок (конвекції і теплового випромінювання, в високопродуктивних і промислових холодильниках застосовується примусове охолодження конденсатора вентиляторним повітрям або водою.
Рідкий холодоагент під тиском через дросселирующее отвір (капіляр або терморегуліруемий розширювальний вентиль) надходить у випарник, де за рахунок різкого зменшення тиску відбувається випаровування рідини. При цьому холодоагент віднімає тепло у внутрішніх стінок випарника, відбирається теплота витрачається на теплоту кипіння рідини, за рахунок чого відбувається охолодження холодильного простору холодильника, де і знаходиться випарник.
Випарники побутових холодильників найчастіше листотрубних, зварені з пари алюмінієвих листів з внутрішніми каналами для проходження хладагента. Випарник морозильної камери часто і є її корпусом, в той час як випарник холодильної камери (в холодильниках з двома випарниками) розташовують на задній стінці камери.
Таким чином, в конденсаторі холодоагент під впливом високого тиску конденсується і переходить в рідкий стан, виділяючи теплоту, а в випарнику під впливом низького тиску закипає і переходить в газоподібний, поглинаючи теплоту.
Терморегуліруемий розширювальний вентиль необхідний для створення необхідної різниці тиску між конденсатором і випарником, при якій відбувається цикл теплопередачі. Він дозволяє правильно (найбільш повно) заповнювати внутрішній обсяг випарника киплячим холодоагентом. Пропускний перетин вентиля змінюється в міру зниження теплового потоку в випарнику, при зниженні температури в холодній камері витрата циркулюючого хладагента зменшується.
У побутових холодильниках найчастіше замість терморегуліруемого розширювального вентиля використовується капіляр. Він не змінює своє перетин, а дроселює певну кількість холодоагенту, залежне від тиску на вході і виході капіляра, його діаметра, довжини і типу холодоагенту.
Велике значення має чистота холодоагенту: вода і домішки можуть засмітити капіляр або пошкодити компресор. Домішки можуть утворюватися в результаті корозії внутрішніх стінок трубопроводів холодильника, а волога може потрапити при заправці холодильника, або проникнути через нещільності (особливо в холодильниках з відкритим компресором). Тому при заправці ретельно дотримується герметичність, перед заправкою холодоагентом циркуляційний контур вакуумируют. В кожному холодильнику є фільтр-осушувач, який встановлюється перед капилляром.
Зазвичай також застосовується найпростіший протиточний теплообмінник, що знижує температуру рідкого холодоагенту від конденсатора перед подачею в випарник. В результаті в випарник надходить вже охолоджений рідкий холодоагент, який потім ще сильніше охолоджується в випарнику, в той час як холодоагент, що надійшов з випарника, підігрівається, перш ніж вступити в компресор і конденсатор. Це дозволяє збільшити тепловий ККД і продуктивність холодильника, а також запобігти потраплянню рідкого холодоагенту в компресор [5].
Комментариев нет:
Отправить комментарий