Холодильное устройство принцип действия

Холодильное устройство: принцип действия

    Так уж устроена нынешняя цивилизация, что холодильное устройство стало неотъемлемой частью нашей жизни и существование homo sapiens без него уже немыслимо даже в бытовой обстановке: в каждой семье есть холодильники, морозильники и кондиционеры, которые давно не считается роскошью, а скорее является насущной необходимостью.
    Интерес человечества к «производству холода» возник из-за элементарной потребности подольше сохранить съедобность и относительную свежесть продуктов питания, которые имеют свойство быть скоропортящимися при нормально комфортной для людей температуре окружающей среды.

sxema_danfoss
 Эволюция, которую прошло холодильное оборудование, была приблизительно следующей: теневые схроны, погреба, лЕдники (накопленный за зиму лёд или утрамбованный снег в специальных хранилищах)…
    Изобретение холодильных машин, способных превращать обычную воду в лёд, в любое время года, дало старт всему, что сейчас из себя представляет холодильная установка и кондиционерное оборудование.
    Кстати, само выражение: «делать холод» несколько противоречит физическим процессам, происходящим при охлаждении. Чтобы охладить какой-либо предмет или продукт необходимо лишить его того тепла, которым они обладают при естественных условиях в окружающей среде.
    Отбор тепла из охлаждаемого объёма или от охлаждаемого предмета – это и есть основной принцип действия, когда подразумевается холодильная машина.
   Для осуществления процесса отбора тепла необходимо создать следующие условия: внутри охлаждаемого объёма или около охлаждаемого предмета разместить «поглотитель тепла»…, но никакой «поглотитель» не может иметь бесконечную ёмкость для поглощаемой им энергии (тепла). Поэтому «поглотитель» требует периодического опорожнения от накопленного тепла, для создания возможности поглощать всё новые и новые «порции тепла» от охлаждаемых физических объектов.
    Вещество, используемое в холодильных и кондиционерных машинах и устройствах качестве «поглотителя тепла» называется хладагентом.
    Структурная схема большинства существующих холодильных устройств имеет замкнутый цикл, когда некоторое количество хладагента перемещается внутри по системе трубопроводов, связывающих основные узлы и компоненты холодильных машин, которые образуют, так называемый, холодильный контур.
    Общеизвестно, что самый энергоёмкий физический процесс, во время которого происходит интенсивное поглощение тепла из окружающей среды, – это испарение жидкости. Именно процесс испарения заложен в основу работы «поглотителей тепла», используемых в охлаждаемых объёмах или в непосредственной близости от охлаждаемых предметов (охлаждение компрессора).
    В связи с этим устройства, где происходит процесс испарения, не мудрствуя лукаво, называются испарители холодильных машин. Хладагент в жидком агрегатном состоянии подается на вход испарителя, где и осуществляется «таинство холодообразования»: при испарении хладагента интенсивно отбирается энергия (тепло) от окружающей испаритель среды.
    После испарения во внутреннем объеме испарителя, хладагент в газообразном виде, «обогащённый» теплом охлаждаемых предметов, где компрессор перекачивает его на «обратную сторону» холодильной машины или установки для совершения обратного процесса: конденсации (изменения газообразного состояния в жидкость).
    Процесс конденсации совершенно противоположен по физике происходящего процессу испарения. Во время конденсации конденсируемый газ выделяет тепло в окружающую его среду. Конденсатор холодильной установки — устройство, в котором происходит конденсация хладагента.
    Работа конденсаторов заключается в том, чтобы нагнетаемый в него компрессором хладагент в газообразном состоянии, к выходу из конденсаторов стал жидкостью и мог вновь подаваться в испарители холодильных установок, для совершения очередного «цикла» охлаждения.
    Чтобы сконденсировать газ достаточно «отобрать» у него ту энергию, которой он обладает. Эту функцию осуществляет конденсатор холодильной машины, который передаёт поступающее в него тепло от хладагента окружающей среде.
     На первый взгляд: сколько тепла было отобрано из охлаждаемого объёма, столько же тепла необходимо «выкинуть» в окружающую среду, К сожалению такая «простая арифметика» не приемлема при расчёте холодильной или кондиционерной установки. Нельзя забывать о том, что при перекачке хладагента по холодильному контуру компрессор так же совершает «физическую» работу, сопровождающуюся выделением тепла. При этом он попутно «снабжает» хладагент избыточным теплом от работы своих внутренних механизмов, и эта «тепловая добавка» так же поступает в конденсатор хладагента, что приводит к существенному дисбалансу между теплообменными возможностями испарителя и конденсатора.

главный инженер Новиков В.В.,
академический советник Международной Академии Холода