Yapay soğuk elde etmek için hangi kurulum kullanılır. Isı pompası - soğuktan ısı

Kompresör soğutma üniteleri bozulabilir ürünlerin işlenmesi ve depolanması için işletmelerdeki ana elektrik tüketicileridir. Gıda Ürünleri enerji kaynaklarından tasarruf etmek için rezerv bulmayı gerektirir. Ülkemiz topraklarının çoğu, düşük hava sıcaklıklarına sahip uzun kışlar ile karakterize edildiğinden, enerji kaynaklarından tasarruf etmek için çok umut verici bir yön, doğal soğuğun yaygın kullanımıdır. Doğal soğuğun bazı kullanım yönlerine dikkat edelim.

En basit ve en yaygın yol, dış hava sıcaklığı, odalarda gerekli olan sıcaklığa eşit veya daha düşük olduğunda, soğutma veya gıda depolama odalarına doğrudan soğuk hava sağlamaktır. Dış duvarlarda, havanın bir fan ile alınması ve bir kanatlı çek valf vasıtasıyla serbest bırakılması için delikler açılmıştır (Şek. 94). Hava, fan durduğunda damperler tarafından otomatik olarak kapatılan ayarlanabilir pencerelere sahip bir hava kanalı aracılığıyla odaya dağıtılır. Haznedeki sıcaklık, fanı açan veya kapatan iki konumlu bir sıcaklık anahtarı ile korunur. Ambalajsız ürünleri hazneye yerleştirirken, fan emişine havayı toz ve mikroorganizmalardan temizlemek için filtreler (örneğin, LAIK SP-6/15 veya LAIK SP-6/15A) takılması gerekir. Bağıl hava nemi %85 ve daha yüksek olan alanlarda, ambalajsız ürün bulunan odalarda, nemlendirmeden dış havanın kullanılabileceği tespit edilmiştir. Diğer durumlarda, bir hava nemlendirme sistemi sağlanır. Doğal soğuk kullanımının mevsimsel doğası göz önüne alındığında, odalarda doğal ve yapay soğutma ekipmanlarının birleştirilmesi tavsiye edilir. Yazın suni soğutma ile çalışırken çitlerdeki açıklıklar ısı yalıtımlı kapaklarla kapatılır. Patates ve sebzelerin toplu olarak yetiştirildiği ana alanlar için depolama süresi, ahırda durma süresi ile çakışmaktadır. Düşük sıcaklık açık hava. Bu bağlamda, ürünleri doğal soğuk kullanarak aktif havalandırma koşulları altında toplu olarak depolama yöntemi yaygınlaşmaktadır. Dış hava, delikli depolama tabanının altında bulunan değişken kesitli bir hava kanalına bir fan tarafından sağlanır (Şek. 95). Beslenen hava nemlendirilir, ürünlerin içinden aşağıdan yukarıya doğru geçer ve deflektör vasıtasıyla depodan çıkarılır. Fan ve nemlendirici, ürünün kütlesinin sahip olduğu sıcaklığın 2 ... 3 ° C altındaki bir dış hava sıcaklığında, farklılaştırılmış sıcaklık kontrol cihazlarının sensörlerinden gelen bir sinyalle otomatik olarak açılır. Hava nemlendirmesi su buharı veya su spreyi ile gerçekleştirilir. Ürüne girmeden önce optimum hava nemi değerleri% 90 veya daha fazladır ve 1 ton ürün başına özgül hava tüketimi 100 m3 / s'den fazladır.

Süt endüstrisinde, soğutucu akışkanın harici ısı eşanjörleri kullanılarak veya soğutma kulelerinde soğutulması da yaygındır. Eşanjör olarak standart hava soğutucularını kullanabilirsiniz. yüksek derece kanatçıklar ve güçlü fanlar (örneğin, VOG-230) dış mekana (kompresör atölyesinin çatısına) monte edilmiştir. Doğal soğuğu kullanan eşanjörlerin sınırlı çalışma süreleri göz önüne alındığında, genel şema soğutma sıvısı sirkülasyonu (su, tuzlu su) hareketli olmalı ve farklı çalışma modlarına göre anahtarlanmalıdır: soğutma sıvısı sadece harici ısı eşanjörleri ile soğutulur; takım çalışması soğutma ünitesinin dış üniteleri ve evaporatörleri; soğutucunun sadece soğutma ünitesinin evaporatörlerinde soğutulması. AT kış zamanı buzlu su, soğutma ekipmanının tamamen veya kısmen kapatıldığı soğutma kulelerinde elde edilebilir. Şek. 96, soğutma sıvısını soğutmak için soğutma kulesinin bağlantı şemasını gösterir, üç modda çalışır: gece soğuk birikimi, soğutma sıvısı sirkülasyon devresi (soğutma kulesi - tank - pompa); soğutma teknolojik ekipman soğutma kulesinde birikmiş soğuk ve soğutma sıvısının aşırı soğutulması; evaporatörde soğutma sıvısı soğutması. Bir veya başka bir soğutma yönteminin seçildiği parametre, teknolojik aparata giren soğutucunun sıcaklığıdır.

Standart GPV tipi soğutma kuleleri, –5°C ve altındaki dış hava sıcaklığında 1…4°C sıcaklıkta su üretmek için kullanılır. Film soğutma kulelerinin dezavantajı, yapısal elemanlar üzerinde buz oluşumudur, bu da dolaşımdaki hava miktarında keskin bir azalmaya yol açar ve. soğutulmuş su sıcaklığındaki artış. Bu eksiklik, kışın dolaşan suyun doğal olarak soğutulması için Y10-OU0 kurulumunda ortadan kaldırılmıştır. -5°C ve altındaki ortam sıcaklığında 10'dan 5±1°C'ye kadar suyun soğutulmasını sağlar. Yaz döneminde kurulum, sirkülasyon suyu tedarik sisteminde bir soğutma kulesinin işlevlerini yerine getirir. Periyodik buz çözme için bir buz çözme sistemi sağlanmıştır. Soğutma kulesi, hazneden biriktirme bloğuna serbest drenaj ile açık bir alana monte edilirken, haznenin tahliye borusu ile biriktirme bloğundaki su seviyesi arasındaki kot farkı en az 1 m'dir.
Buz yığınlarını dondurarak kışın soğuğu biriktirme yöntemi, yazın önemli bir bölümünün makine soğutması olmadan yapılmasına izin veren, enerji kaynaklarından, yağlayıcılardan tasarruf sağlayan ve ekipmanın hizmet ömrünü artıran özel bir ilgiyi hak ediyor.
Doğal soğuktan kaynaklanan enerji tasarrufu için bir başka rezerv, kabuk-borulu ve evaporatif kondansatörlerle birlikte ön yoğunlaştırıcı olarak kullanılabilen hava kondansatörlerinin kullanılmasıdır. Kışın, hava ön yoğunlaştırıcıları ünitenin tüm ısı yükünü üstlenebilirken, yoğuşma sıcaklığı keyfi olarak düşük olabilir, bu da soğuk üretim için elektrik tasarrufu sağlar. Soğutma için doğal soğuğun kullanılması, etkili teknik çözümlerin tükenmez bir kaynağıdır ve iki veya daha fazla serbest soğutma türünün bir kombinasyonu oldukça yüksek teknik ve ekonomik göstergeler sağlayabilir.

Hayal gücümüzde, "termal fizik" kavramının kendisi genellikle ısı üretimi, yakıt yakma verimliliği ve enerji üretimi ile ilişkilendirilir. Sibirya sakinleri için sıcağın soğuktan daha önemli olduğu açıktır. Bununla birlikte, soğuk üretimi de termal fizik alanında çalışan bilim adamlarının acil görevlerinden biridir. Ve en dikkat çekici olanı - soğuk üretimi için aynı ısıyı çekmeyi teklif ediyorlar!

Soğuk üretmek neden gerekli, sanırım çoğumuz anlıyoruz. Ürünleri depolamak, belirli üretim süreçleri için tesislerde uygun bir mikro iklim oluşturmak için soğuk gereklidir. Her birimizin evinde bir buzdolabı var, tüm normal kamu binaları klimalarla donatılmıştır. Klimasız bir kafe, mağaza, otel veya iş merkezi hayal edin ve Sibirya söz konusu olduğunda bile soğutma sisteminin ısıtma sisteminden daha az önemli olmadığını anlayacaksınız. Kışın elbette sıcaklığa ihtiyacımız var. Yazın? Bölgemizde yaz da bazen sıcaklık rekorları kırıyor. Ve güney ülkeleri hakkında söylenecek bir şey yok.

Kısacası modern konfor parametreleri ve gıda saklama ihtiyacı bir şekilde soğuğun üretilmesini gerektiriyor. Ve şunu söylemeliyim ki, yıldan yıla hem Rusya'da hem de yurtdışında yapay soğuk algınlığı ihtiyacı artıyor.

Soğuk nasıl üretilir? Günümüzde iki ana tip soğutma makinesi vardır - buhar sıkıştırmalı soğutma makineleri ve lityum bromür absorpsiyon makineleri. İlk tip bizim için iyi bilinmektedir - elektrikle çalışan ev buzdolaplarımız bu şekilde düzenlenmiştir. Bu tür makinelerin çalışması, mekanik enerjinin etkisi altında soğutucu akışkanın - freon (freon) - toplanma durumundaki bir değişikliğe dayanmaktadır. Dönüşüm için elektrik enerjisi mekanikte bildiğimiz gibi kompresörler kullanılır.

İkinci tip soğutma makinelerine gelince, bunların çalışması, çalışma çiftinin maddelerinin - emici ve soğutucu akışkanın kimyasal etkileşimine ve termal enerjinin etkisi altında soğutucu akışkanın toplanma durumundaki değişikliğe dayanır. Başka bir deyişle, bu tür makineler işleri için ısı kullanır.

Ve burada ikinci tip soğutma makineleriyle ilgili en önemli noktaya geliyoruz. Bu nedenle, ilk durumda, soğuk üretmek için elektrik harcamamız gerekiyorsa, o zaman ikinci durumda, diğer koşullar altında çok sık bacaya (kelimenin tam anlamıyla) uçan “fazla” ısıyı kullanabiliriz. Tabii ki, sıradan enerji kaynakları - gaz veya akaryakıt - bu tür makineler için ısıtma kaynakları olarak da hizmet edebilir, ancak kazan dairelerinden gelen buhar, termik santrallerden ara ekstraksiyonlar, sıcak su, baca gazları veya endüstrilerden gelen atık buhar da kullanılabilir. olabilir ve ana. Yani absorpsiyon makineleri sayesinde atmosfere verilen ısı, soğuğun üretimi için oldukça uygundur. Yani, bu durumda, değerli enerji kaynaklarını harcamaya gerek yoktur - özellikle yaz aylarında, binaları soğutmanın mantıklı olduğu "fazla" ısıyı ihtiyatlı bir şekilde kullanmak yeterlidir.

Söylemeye gerek yok, ekonomi bunlardan biridir. temel faydalar buhar sıkıştırmadan önce emilim lityum bromür soğutma makineleri. Anladığımız kadarıyla, elektrik tarifelerinin sürekli büyümesi koşullarında bu özellikle önemli hale geliyor.

Diğer bir önemli avantaj, kullanımı Montreal ve Kyoto protokollerine göre birçok ülkede sınırlı olan freonların (freonların) olmamasıyla ilişkili çevre dostu olmasıdır. Lityum bromür makineleri bu tür kısıtlamalara tabi değildir. Burada emici olarak kullanılan sulu bir lityum bromür çözeltisi, düşük tehlikeli maddelere ait uçucu ve toksik değildir.

Diğer bir avantaj, robot sırasında düşük gürültü seviyesi ile ilgilidir. Bakım kolaylığı, uzun kullanım ömrü ve yangın ve patlama güvenliğinden de bahsedebilirsiniz.

Bu avantajlar nedeniyle, bu tür makineler hem günlük yaşamda hem de iş hayatında geniş uygulama alanı bulabilmektedir. ekonomik aktivite. Uygulama alanları oldukça geniştir - metalurji işletmelerinden, nükleer santrallerden, petrokimya tesislerinden - seralara, apartman binaları, alışveriş merkezleri ve rahat bir mikro iklim yaratmanın gerekli olduğu diğer kamu binaları. Ve en önemlisi (tekrar vurguluyoruz), bu konfor minimum maliyet elektrik!

Ülkemizde bu tür makineler geliştiriliyor mu? Evet, gelişiyorlar! Hatta üretiyorlar. Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Termal Fizik Enstitüsü'nden uzmanlar tarafından geliştirilen böyle bir örnek Kemerovo bölgesinde üretiliyor. Ayrıca yerli otomobillerin yabancı otomobillere göre bazı avantajları olduğunu da belirtmekte fayda var. Örneğin, dedikleri gibi, belirli bir tüketiciye “uyarlar”. Uzmanlarımız esnek bir tasarım sistemi kullanır ve yerinde montaj yapar. Ayrıca, müşterilere 5,3 MW'a kadar çok yüksek güce sahip bir makine sunabilirler. Ek olarak, karmaşık gerçekler göz önüne alındığında, geliştiriciler - özellikle acil durumlar için - çoğaltma sağladılar. otomatik sistem manuel sistemin kontrolü ("düğmeler" kullanılarak).

Ancak, bu bireysel yaklaşım aynı zamanda zayıf yönlerini de ortaya çıkardı. Bu ... Hakkında pazar rekabeti yabancı seri örneklerle (çoğunlukla Çin'den geliyor). Böylece, bu tür makineleri konveyöre "damgalayan" yabancı üreticiler dampinge başvurabilirler. Ve eğer Çinliler hakkında konuşursak, o zaman fethi gerçekleştirerek genellikle devlet desteğine güvenebilirler. Rus pazarı. Devlet üreticilerimize yardım etmeyecek (ve etmeyecek).

Yani şimdilik yerli otomobillerin seri üretiminden bahsetmiyoruz. Bu, elbette, sadece planlarda. Bu nedenle, şu anda (ki bu çok önemlidir), IT SB RAS'ın uzmanları, her tüketicinin ihtiyaçlarına mümkün olduğunca uyum sağlayarak beyin çocuklarını mükemmelleştiriyor. Belki de bu bireysel yaklaşımda bir artı vardır. Böyle bir “manuel montajın” bir gün bir gösterge haline gelmesi mümkündür. Yüksek kalite ve piyasada çok takdir edilecektir.

-> 04/13/2011 - Soğuk elde etme yöntemleri ve soğutma kaynaklarının özellikleri

Soğuma, katı, sıvı veya gazdaki ısı içeriğinin azalmasına indirgenir. Soğutma, ısıyı uzaklaştırma, sıcaklıkta bir azalmaya veya fiziksel bir cismin kümelenme durumunda bir değişikliğe yol açma işlemidir. Doğal ve yapay soğutmayı ayırt eder.

Doğal soğutma soğuyan vücuttan ısının çevreye atılmasıdır. Bu yöntemle soğutulan gövdenin sıcaklığı ancak ortam sıcaklığına düşürülebilir. Bu, enerji harcamadan soğutmanın en kolay yoludur.

yapay soğutma vücudun ortam sıcaklığının altına soğumasıdır. Yapay soğutma için soğutma makineleri veya soğutma üniteleri kullanılır. Bu soğutma yöntemi enerji gerektirir.

Yapay soğuk almanın birkaç yolu vardır. En basiti buz veya karla soğutmadır. Buz soğutmanın önemli bir dezavantajı vardır - soğutma sıcaklığı, buzun erime sıcaklığı ile sınırlıdır. Soğutucu olarak su buzu, buz-tuz karışımları, kuru buz ve sıvı soğutucular (freonlar ve amonyak) kullanılmaktadır.

Buz-tuz soğutma, ezilmiş kullanılarak gerçekleştirilir su buzu ve tuz. Tuz ilavesi nedeniyle buzun erime hızı artar ve buzun erime sıcaklığı düşer. Kuru buzla soğutma, katı karbondioksitin etkisine dayanır - ısı emildiğinde, kuru buz katı halden gaz haline geçer. Kuru buzla, su buza göre daha düşük bir sıcaklık elde edebilirsiniz: 1 kg kuru buzun soğutma etkisi, 1 kg meyveli buzun soğutma etkisinden neredeyse 2 kat daha fazladır, soğutma sırasında nem oluşmaz, açığa çıkan karbondioksit gazı koruyucu özellikleri, ürünlerin daha iyi korunmasına katkıda bulunur. Kuru buz, donmuş ürünlerin taşınmasında, paketlenmiş dondurmaların soğutulmasında, depolanmasında kullanılır.

Operasyonda en yaygın ve kullanışlı olanı makine soğutmasıdır. Diğer soğutma türleriyle karşılaştırıldığında, makineli soğutma aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• geniş bir aralıkta düşük bir sıcaklık yaratma olasılığı;
• soğutma işleminin otomasyonu;
• işletme ve bakımın mevcudiyeti, vb.

Makine soğutması, bir takım avantajlar nedeniyle ticarette en yaygın kullanılan yöntem haline gelmiştir:

• ürünlerin türüne bağlı olarak sabit bir depolama sıcaklığının otomatik bakımı;
• soğutma ürünleri için faydalı kapasitenin rasyonel kullanımı, bakım kolaylığı;
• yüksek karlılık ve ürünlerin depolanması için gerekli sıhhi ve hijyenik koşulları yaratma olasılığı.

Makine soğutması, bazı maddelerin ortamdan büyük miktarda ısı emerken, düşük sıcaklıkta kaynama özelliğine dayanır. Bu tür maddelere soğutucu (soğutucu) denir.

soğutucular- Buharlı soğutma makinelerinin, yardımıyla düşük sıcaklıkların elde edildiği çalışma maddeleridir. Soğutucu akışkanlar yüksek buharlaşma ısısına, düşük kaynama noktasına, yüksek ısı iletkenliğine sahip olmalıdır. Aynı zamanda, soğutucu akışkanlar patlayıcı, yanıcı veya zehirli olmamalıdır. Soğutucu akışkanların maliyeti önemlidir. Freon 12, freon 22 ve amonyak bu gereksinimler için en uygun olanlardır. Freon ticaret işletmelerine giriyor metal silindirler, alüminyum renginde boyanmış ve R12 veya koşullu işaretli .

Buhar sıkıştırmalı soğutma makinesinin çalışması Standart çevrim.

Buhar Sıkıştırmalı Chiller Çevrimi sıvı bir soğutucu akışkanın bir odayı veya alanı soğutmak için sürekli bir döngü içinde buharlaştığı, sıkıştırıldığı ve yoğunlaştığı termodinamik bir işlemdir.

termodinamik çevrim- bunlar, sonuçta çalışma akışkanını ilk durumuna döndüren iki veya daha fazla bağlantılı işlemdir.Bir makine soğutma sisteminin bağlantılı işlemlerinin döngüsüne, bir buhar sıkıştırmalı soğutma makinesinin döngüsü denir. Basit bir buhar sıkıştırmalı soğutucu çevrimi.

Basit bir buhar sıkıştırmalı soğutma grubu çevrimi dört temel süreçten oluşur: genleşme, buharlaşma, sıkıştırma ve yoğuşma. Bu işlemlerde soğutucu akışkanın basıncı, sıcaklığı ve durumu değişir. Her bir proseste, soğutucu akışkanın özellikleri değişir. Ancak son işlemin sonunda, soğutucu akışkan, ilk işlemin başlangıcında sahip olduğu niteliklerle ilk durumuna geri döner ve bir döngü oluşur. Bu işlemleri gerçekleştirmek için gerekli bileşenler bir önceki bölümde sunulmuştur.

Buhar sıkıştırmalı chiller döngüsünü anlamak için öncelikle her bir işlemi ayrı ayrı ele almak gerekir. Bireysel süreçleri anlayarak, döngüyü oluşturan diğer süreçlerle ilişkili olarak bunları analiz edebilirsiniz. Bir işlemdeki değişiklikler, bir buhar sıkıştırmalı soğutma grubunun döngüsünü oluşturan diğer işlemlerde karşılık gelen değişikliklere neden olduğundan, işlemlerin karşılıklı ilişkisini anlamak gerekir.

Alıcıdaki soğutucu akışkan, sıvı ve gaz halindedir. Yüksek sıcaklık ve basınç. Döngü sırasında, sıvı soğutucu akışkan sıvı hattına ve ardından soğutucu akış kontrolörüne geçer.

Akış düzenleyici girişindeki soğutucu akışkan, yüksek sıcaklık ve basınçta sıvı haldedir. Soğutucu akışkan valf veya kılcal borudaki küçük delikten geçerken, basıncı evaporatörün basıncına düşer. Soğutucu akışkanın basıncının düşürülmesi, sıvı soğutucu akışkanın doyma sıcaklığında karşılık gelen bir düşüşe neden olur. Sonuç olarak, soğutucu akışkanın bir kısmı kaynar ve kalan sıvının sıcaklığını düşürür. Buhar-sıvı karışımı, soğutucu akış kontrol cihazından çıkar ve evaporatöre girer.

Evaporatör girişindeki soğutucu Düşük sıcaklık ve basınçta soğuk buhar-sıvı karışımıdır. Sıvının geri kalanı, buharlaştırıcıdaki basınca karşılık gelen doyma sıcaklığında buharlaşır. Buharlaşan sıvı, haznedeki gizli ısıyı emer. Buharlaştırıcıdan çıkan buhar, sıvının kompresöre girmesini önlemek için hafifçe aşırı ısıtılır.

Kompresör girişindeki soğutucu daha düşük bir sıcaklık ve basınçta aşırı ısıtılmış buhardır. Kompresör, emme sırasında silindirlerdeki düşük basınç bölgesi nedeniyle soğutucu akışkanın hareketine neden olur. Silindirdeki basınç, evaporatördeki buhar basıncından daha düşük olduğundan, basınç farkı nedeniyle soğutucu akışkan emiş hattından kompresöre akar. Emme borusunda buhar, ortamdan ısıyı emer ve bu da aşırı ısısını daha da artırır. Sıkıştırma sırasında, buharın sıcaklığı ve basıncı artar ve basınç altında ısıtılan buhar tahliye boru hattına atılır.

Kondenser girişindeki soğutucu Yüksek sıcaklık ve basınçta aşırı ısıtılmış buhardır. Kondenserin ortam sıcaklığı, buharın doyma sıcaklığından daha düşük olduğundan, soğutucu akışkan yoğuşur. Böylece buharlaştırıcıda emilen gizli buharlaşma ısısı odanın dışına aktarılır. Soğutucu akışkan kondenserin dibine ulaştığında, yoğunlaşması ve biraz soğuması için yeterince kuru ve gizli ısı yayar. Sıvı, kondansatörü terk eder ve alıcıya, onu bıraktığı durumda girer. Döngü biter.1

5 görevi tamamla

Sıcak ve soğuğun fiziksel doğası aynıdır, fark sadece moleküllerin ve atomların hareket hızındadır. Daha sıcak bir vücutta, hareket hızı daha az ısıtılmış bir vücuttan daha fazladır. Vücuda ısı verildiğinde hareket artar, ısı alındığında ise azalır. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, Termal enerji moleküllerin ve atomların hareketinin iç enerjisidir.

Vücut soğutma - sıcaklıktaki bir azalma ile birlikte ondan ısının çıkarılmasıdır. Soğutmanın en basit yolu, soğutulan gövde ile çevre - dış hava, nehir ve deniz suyu, toprak arasındaki ısı alışverişidir. Ancak bu şekilde en mükemmel ısı alışverişi ile bile soğutulan gövdenin sıcaklığı ancak ortam sıcaklığına düşürülebilir. Bu soğutmaya doğal denir. Vücudu ortam sıcaklığının altına soğutmaya yapay denir. Bunun için, kümelenme durumları değiştiğinde esas olarak cisimler tarafından emilen gizli ısıyı kullandıklarını söylemeye değer.

Sıcak veya soğuk miktarı kalori veya kilogram-kalori (kilokalori) cinsinden ölçülür. Kalori, normal atmosfer basıncında 1 g suyu 1°C ısıtmak için gerekli ısı miktarıdır, kilokalori, aynı koşullar altında 1 kg suyu 1°C ısıtmak için gerekli ısı miktarıdır.

Yapay soğuk almanın birkaç yolu vardır. En basit olanı buz veya karla soğutma, erimesine eşlik eden

güzel yuttu Büyük bir sayı sıcaklık. Dışarıdan gelen ısı akışları küçükse ve buz veya karın ısı transfer yüzeyi nispeten büyükse, odadaki sıcaklık neredeyse 0°C'ye düşürülebilir. Uygulamada buz veya kar ile soğutulan bir odada hava sıcaklığı ancak 5-8 "C seviyesinde tutulabilir. Buz soğutma ile su buzu veya katı karbondioksit (kuru buz) kullanılır.

saat su buzu soğutma toplanma durumunda bir değişiklik var - erime (erime). Soğutma kapasitesi veya saf su buzunun soğutma kapasitesi, genellikle füzyonun özgül ısısı olarak adlandırılır. 335 kJ/kᴦ'ye eşittir. Buzun ısı kapasitesi 2.1 kJ/kg derecedir.

Su buzu, kış aylarında doğal koşullarda kolaylıkla hazırlanabileceği uzun soğuk dönemi olan iklim bölgelerinde gıda ürünlerinin, sebzelerin, meyvelerin soğutulması ve mevsimlik depolanması için kullanılmaktadır.

Su buzu, özel buzullarda ve buz depolarında soğutucu olarak kullanılır. Buzullar, alttan buz yüklemeli (buzul-kiler) ve yan cep tipi olarak gelir.

Buz soğutmanın önemli dezavantajları vardır: depolama sıcaklığı, buzun erime sıcaklığı ile sınırlıdır (genellikle buz depolarındaki hava sıcaklığı 5-8 "C'dir), buzulun içine tüm süre için yeterli miktarda buz koymak son derece önemlidir. ve son derece önemli olduğu için ekleyin; meyveli dondurmanın hazırlanması ve depolanması için önemli işçilik maliyetleri; buz odasının büyük boyutları, yemek odasının yaklaşık 3 katı boyutundadır; uyulması gereken önemli işçilik maliyetleri gerekli gereksinimler gıda ürünlerinin depolanması ve erimiş suyun uzaklaştırılması için gereklidir.

Buz-tuz soğutma ezilmiş su buzu ve tuz kullanılarak yapılmıştır. Tuz ilavesi sayesinde

buzun erime hızı artar ve eriyen buzun sıcaklığı düşer. Bunun nedeni, tuz ilavesinin moleküler kohezyonun zayıflamasına ve buzun kristal kafeslerinin tahrip olmasına neden olmasıdır. Buz-tuz karışımının erimesi, çevredeki havanın soğutulması ve sıcaklığının düşmesi sonucu ortamdan ısının uzaklaştırılmasıyla devam eder. Buz-tuz karışımındaki tuz içeriğindeki artışla erime noktası düşer. Erime noktası en düşük olan tuz çözeltisine ötektik, erime noktasına ise kriyohidrat noktası denir. Sofra tuzu ile bir buz tuzu karışımı için kriyo-hidrasyon noktası, karışımın toplam kütlesine göre %23.1'lik bir çözeltideki tuz konsantrasyonunda -21.2 "C'dir, bu yaklaşık olarak 100 kg başına 30 kg tuza eşittir. Daha fazla tuz konsantrasyonu ile, buz-tuz karışımının erime sıcaklığında bir azalma olmaz ve erime sıcaklığında bir artış olmaz (çözeltide toplam kütleye %25'lik bir tuz konsantrasyonunda, erime sıcaklığı yükselir -8°C).

Donmak sulu çözelti kriyohidrat noktasına karşılık gelen bir konsantrasyonda tuz, homojen bir buz kristalleri ve tuz karışımı elde edilir, buna yaygın olarak denir. ötektik katı çözelti.

Ötektik katı sodyum klorür çözeltisinin erime noktası -21.2°C'dir ve füzyon ısısı 236 kJ/kᴦ'dir. Ötektik çözüm sıfır torus soğutması için kullanılır. Bunu yapmak için, ötektik bir sofra tuzu çözeltisi sıfırlara - sıkıca kapatılmış formlara - dökülür ve dondurulur. Dondurulmuş tahıllar tezgahları, dolapları, soğutucuları vb. soğutmak için kullanılır. Le ticarette, makine soğutmalı ekipmanların seri üretiminden önce tuz öncesi soğutma yaygın olarak kullanılıyordu.

kuru buz soğutma katı karbon dioksitin süblimleşme özelliğine dayalı, yani ısının emilmesi üzerine

sıvı halini atlayarak katı halden gaz haline geçmek. Kuru buzun fiziksel özellikleri aşağıdaki gibidir: atmosferik basınçta süblimasyon sıcaklığı - 78.9 "C; süblimasyon ısısı 574.6 kJ / kᴦ.

Kuru buz, su buza göre aşağıdaki avantajlara sahiptir:

* daha düşük bir sıcaklık elde edebilirsiniz;

* 1 kg kuru buzun soğutma etkisi, 1 kg su buzununkinden neredeyse 2 kat daha fazladır;

* Soğutma sırasında rutubet oluşmaz, ayrıca kuru buzun süblimleşmesi sırasında, ürünlerin daha iyi korunmasına katkıda bulunan bir koruyucu madde olan gaz halinde karbonik asit oluşur.

Kuru buz, dondurulmuş ürünlerin taşınmasında, paketlenmiş dondurmaların, dondurulmuş meyve ve sebzelerin soğutulmasında kullanılır.

Buz veya karın seyreltilmiş asitlerle karıştırılmasıyla da yapay soğutma sağlanabilir. Örneğin, 7 kısım kar veya buz ile 4 kısım seyreltilmiş nitrik asit karışımının sıcaklığı -35°C'dir. Tuzların seyreltik asitlerde çözülmesiyle de düşük bir sıcaklık elde edilebilir. Bu nedenle, 5 kısım amonyum nitrat ve 6 kısım sodyum sülfat, 4 kısım seyreltilmiş nitrik asit içinde çözülürse, karışımın sıcaklığı -40 ° C olacaktır.

Kar veya buz yardımıyla ve ayrıca soğutma karışımlarının yardımıyla yapay soğuk elde etmenin önemli dezavantajları vardır: buz veya kar toplama işlemlerinin karmaşıklığı, teslimatları, otomatik kontrolün zorluğu, sınırlı sıcaklık yetenekleri.

AT son zamanlar Enerji krizi, çevre kirliliği ile bağlantılı olarak, gıda ürünlerinin soğutma işlemi için geleneksel olmayan çevre dostu soğuk alma yöntemlerini kullanma sorunu giderek daha acil hale geliyor. en umut verici

hangisi sıvı ve gaz halinde nitrojene dayalı kriyojenik yöntem bir kriyoaktifin tek seferlik kullanımını sağlayan, makinesiz akışlı soğuk besleme sisteminin kullanılması.

perspektif Bu method Rusya'da büyük yeraltı yüksek azot gazı rezervlerinin (340 milyar ml) keşfi nedeniyle soğutma arzı artıyor. Saflaştırılmış nitrojenin maliyeti, hava ayırma yöntemi kullanılarak elde edilen nitrojenden daha düşük bir büyüklük sırasıdır.

Makinesiz akışlı nitrojen soğutma sistemleri önemli avantajlara sahiptir: operasyonda çok güvenilirdirler ve kalitenin neredeyse tamamen korunmasını sağlayan yüksek bir donma hızına sahiptirler. dış görünüşürün, ayrıca büzülme nedeniyle kütlesinde minimum kayıp.

Bu tür sistemlerin ekolojik temizliğine özellikle dikkat edilmelidir (Dünya'nın atmosferi %78'e kadar gaz halinde nitrojen içerir).

En yaygın ve operasyonel olarak uygun soğutma yöntemi, makine soğutmasıdır.

Makine Soğutma- Soğutucu akışkanın kümelenme durumunu değiştirerek soğuk elde etme yöntemi, bunun için son derece önemli olan buharlaşma ısısının soğutulmuş gövdeden veya ortamdan uzaklaştırılmasıyla düşük sıcaklıklarda kaynaması.

Soğutucu buharlarının müteakip yoğuşması için basınç ve sıcaklıklarında bir ön artış gereklidir.

Makine soğutma yöntemi ayrıca sıkıştırılmış gazın adyabatik (ısı beslemesi ve uzaklaştırması olmadan) genleşmesine de dayanabilir. Sıkıştırılmış gaz genişlediğinde, sıcaklığı önemli ölçüde düşer, çünkü bu durumda dış Çalışma gazın iç enerjisi pahasına gerçekleştirilir. Bu ilke, hava soğutucularının çalışmasına dayanmaktadır.

Sıkıştırılmış bir gazın, özellikle havanın genleşmesiyle soğutma, tüm soğutma yöntemlerinden farklıdır. Aynı zamanda hava, buz, karışımlar ve freon gibi kümelenme durumunu değiştirmez, sadece ortamın ısısını (soğuyan gövdeden) algılayarak ısınır.

Ticarette makine soğutmasının yaygın kullanımı, bir takım operasyonel özellikleri ve ekonomik avantajları ile açıklanmaktadır. Sabit ve kolayca ayarlanabilen sıcaklık koşulları, soğutma makinesinin bakım için fazla emek gerektirmeden otomatik çalışması, ürünler için daha iyi hijyenik saklama koşulları, kompaktlık ve genel ekonomi, makine soğutmasının kullanılmasını tavsiye eder.

Toptan ve perakende esas olarak, eylemi özel çalışma maddelerinin - soğutucuların düşük sıcaklıklarında kaynamaya dayanan buharlı soğutma makineleri kullanılır. Buharlı soğutma makineleri, mekanik enerji harcanarak soğutucu buharın kompresörde sıkıştırıldığı sıkıştırma ve soğutucu buharın absorban tarafından emildiği absorpsiyon olmak üzere ikiye ayrılır.

Sıkıştırmalı soğutma makinesinin cihazı ve çalışma prensibi. Sıkıştırmalı soğutma makinesi (Şekil 3.1) şu temel ünitelerden oluşur: evaporatör, kompresör, kondenser, alıcı, filtre, termostatik vana. Makinenin otomatik çalışması termostatik genleşme valfi ve basınç regülatörü ile sağlanmaktadır. Makinenin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmaya katkıda bulunan yardımcı cihazlar şunları içerir: alıcı, filtre, ısı eşanjörü, kurutucu. Makine bir elektrik motoru tarafından desteklenmektedir.

evaporatör - içindeki kaynama nedeniyle ortamın ısısını emen soğutma pili

düşük soğutucu sıcaklığında. Soğutulmuş ortamın türüne bağlı olarak, evaporatörler soğutma sıvısı ve hava için ayırt edilir.

Kompresör, evaporatörden soğutucu buharları emmek, sıkıştırmak ve aşırı ısınmış halde kondansatöre enjekte etmek için tasarlanmıştır. Küçük soğutma makinelerinde pistonlu ve döner kompresörler kullanılmakta olup, en yaygın kullanılanı pistonlu kompresörlerdir.

kondansatör - soğutucu buharlarını soğutarak azaltmak için kullanılan bir ısı eşanjörü. türe göre

Soğutma ortamı kondenserleri su ve hava soğutmalı olarak üretilmektedir. Cebri hava kondansatörleri, bakır veya çelik nervürlü borulardan yapılmış dikey olarak düzenlenmiş düz bobinlere sahiptir. Doğal hava soğutma Sadece ev tipi elektrikli buzdolaplarının soğutma makinelerinde uygulanır. Su soğutmalı kondenserler, kabuk soğutmalı ve gövde boruludur.

Alıcı - termostatik genleşme vanasına ve evaporatöre eşit akışını sağlamak için sıvı soğutucuyu toplamak için kullanılan bir hazne. Küçük soğutucu makinelerde alıcı, makine onarımları sırasında soğutucuyu toplamak için tasarlanmıştır.

Filtre bakır veya pirinç ağlardan ve bez pedlerden oluşur. İmalat, montaj ve onarım sırasında yetersiz temizlikten kaynaklanan mekanik kirliliklerden sistemin ve soğutucunun temizlenmesine hizmet eder. Filtreler sıvı ve buhardır. Sıvı filtresi, alıcıdan sonra genleşme valfinin önüne, buhar filtresi ise kompresörün emiş hattına takılır.

Küçük freon soğutma makinelerinin silindirlerine pas ve mekanik parçacıkların girmesini önlemek için, kompresör emiş boşluğuna pirinç ağ kap şeklinde bir filtre yerleştirilir.

genişleme subabı evaporatöre düzgün bir freon akışı sağlar, sıvı soğutucuyu atomize eder, böylece yoğuşma basıncını buharlaşma basıncına düşürür.

Soğutma makinesinin verimliliği büyük ölçüde genleşme valfinin doğru ayarlanmasına bağlıdır. Kompresörün ıslak çalışması nedeniyle evaporatördeki fazla sıvı soğutucu su darbesine neden olabilir. Evaporatörün sıvı ile yetersiz doldurulması durumunda, yüzeyinin bir kısmı kullanılmaz, bu da normal çalışma modunun ihlaline yol açar.

Soğutucu akışkanın buharlaşma sıcaklığını işler ve düşürürsünüz.

basınç düzenleyici bir basınç anahtarı (düşük basınç regülatörü) ve bir manokontrolörden (yüksek basınç anahtarı) oluşur. Sıcaklık rejimini belirli sınırlar içinde düzenlemek için, chiller'in soğutma kapasitesinin her zaman ısı girdisini aşması son derece önemlidir. Bu nedenle normal şartlar altında chiller'in sürekli çalışmasına gerek yoktur.

Soğutma makinesinin periyodik aktivasyonu, basınç şalteri tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. Gerekli sıcaklık rejimi, soğutma makinesinin çalışmasındaki molaların süresinin düzenlenmesiyle elde edilir. Manodenetleyici, tahliye hattında aşırı basınç artışına karşı koruma görevi görür. Kondenserdeki basınç 10 atm'nin üzerine çıktığında (norm 6-8 atm'dir), manyetik marş bobini devresini açar, elektrik motoru kapatılır ve soğutma makinesi durur.

Soğutma makinesinin çalışması aşağıdaki gibidir. Kolayca buharlaşan sıvı (HFC-12), genleşme valfinden evaporatöre girer. Düşük basınç koşullarında kaynar, buhara dönüşür ve aynı zamanda evaporatörü çevreleyen havadan ısıyı alır.

Evaporatörden, freon buharları kompresör tarafından emilir, sıvılaştırılır ve sıkıştırmadan aşırı ısıtılmış bir durumda kondansatöre enjekte edilir. Su veya hava soğutmalı bir kondenserde sıvıya dönüşürler. Sıvı freon, kondenserin borularından aşağı akar ve alıcıda birikir, buradan basınç altında filtreden geçer, mekanik kirliliklerin (kum, kireç * vb.) tutulduğu yerde.

Kirlerden arındırılan soğutucu, termostatik vananın dar açıklığından geçerek kısılır (buruşur), püskürtülür ve basınçta keskin bir düşüş ile ve

sıcaklık evaporatöre girer, bundan sonra döngü tekrarlanır.

Otomasyon cihazlarının etkileşimi dikkate alınarak soğutma makinesinin çalışma döngüsü aşağıdaki gibidir. Elektrik motoru kapalıyken, basınç şalterinin kontakları açıktır, iğne tamamen eyere girdiği ve akış alanını sıkıca kapattığı için termostatik valf, sıvı freonun kondenserden evaporatöre geçmesine izin vermez. Evaporatörde, makine kapatıldıktan sonra kalan sıvı soğutucu akışkanın kaynatılması işlemi devam eder. Dış ısı akışından, evaporatörün sıcaklığı kademeli olarak yükselir ve sonuç olarak içinde biriken buharların basıncı artar. Evaporatördeki basınç, basınç anahtarı kontakları kapatana ve makine çalışmaya başlayana kadar artacaktır.

Makinenin çalışmaya dahil edilmesiyle, evaporatörden kompresöre aşırı ısıtılmış buharların emilmesi başlar. Bu, termostatik genleşme valfinin algılama kartuşunda sıcaklık ve basınçta bir artışa neden olur ve bunun sonucunda iğneli valf deliği açar. Hızla kaynayan sıvı soğutucu, evaporatör borularına akar. Kaynamaya, buhar-sıvı karışımının sıcaklığında önemli bir düşüş eşlik eder, bunun sonucunda buharlaştırıcının duvarları, çevreleyen hava ve bozulabilir ürünler soğutulur.

Ortam sıcaklığının düşürülmesi, ısı kazancı miktarını azaltır. Kaynama daha az yoğun hale gelir, buhar miktarı azalır, evaporatördeki basınç, basınç şalterinin kontakları açtığı ve makinenin durduğu sınıra düşer. Makine kapatıldığında, evaporatöre sıvı soğutucu beslemesi azalır, çünkü giren soğutucunun fazlalığı, kaçan buharların sıcaklığında bir azalmaya ve genleşme valfinin iğne valfinin otomatik olarak kapanmasına neden olur. . Makineyi durdurduktan birkaç saniye sonra, ampul ve evaporatördeki basınç

nihayet karşılaştırılır ve iğne valfi kapanır.

Soğutucu akışkanlar. Soğutucu akışkanlar, yardımıyla düşük sıcaklıkların elde edildiği buharlı soğutma makinelerinin çalışma maddeleridir. Bunlardan en yaygın olanları freon ve amonyaktır.

Bir soğutucu akışkan seçerken, termodinamik, termofiziksel, fizikokimyasal ve fizyolojik özellikleri tarafından yönlendirilirler. Maliyeti ve bulunabilirliği de önemlidir. Soğutucu akışkanlar zehirli olmamalı, göz, burun ve mukoza zarlarında boğulma ve tahrişe neden olmamalıdır. solunum sistemi kişi.

Freon-12 (R-12) sahip kimyasal formül CHF2C12 (diflorodiklorometan). Havadaki buharlarının hacim içeriği %20'nin üzerine çıktığında hissedilmeye başlayan, hafif spesifik bir kokuya sahip gaz halinde, renksiz bir maddedir. Freon-12 iyi termodinamik özelliklere sahiptir.

Freon-22 (R-22), veya difloromonoklorometan (CHF 2 C1) ve ayrıca freon-12, iyi termodinamik ve operasyonel özellikler. Daha düşük bir kaynama noktasına ve daha yüksek bir buharlaşma ısısına sahiptir. Freon-22'nin hacimsel soğutma kapasitesi, freon-12'ninkinden yaklaşık 1,6 kat daha fazladır.

Amonyak (NH3) Boğucu güçlü karakteristik bir kokuya sahip renksiz bir gazdır. Amonyak oldukça yüksek hacimsel soğutma kapasitesine sahiptir. Üretimi esas olarak hidrojeni azotla birleştirme yöntemine dayanmaktadır. yüksek basınç bir katalizör ile. Amonyak ayrıca yüksek vakum altında düşük sıcaklıklar (-70°C'ye kadar) elde etmek için kullanılır. Amonyağın buharlaşma ısısı, ısı kapasitesi ve termal iletkenliği daha yüksektir ve sıvının viskozitesi freonlardan daha düşüktür. Bu nedenle yüksek ısı transfer katsayısına sahiptir. Yüz-

Amonyak değeri diğer soğutma sıvılarına göre düşüktür~

ajanlar.

Bildiğiniz gibi, bazı soğutucu akışkanların ozon tabakasına zarar verme potansiyeli vardır ve bu da uluslararası toplumu rahatsız etmekten başka bir şey değildir.

Klorlu soğutucu akışkanların neden olma yeteneği bu süreç aranan ozon delinme potansiyeli- RRP (Şekil 3.2).

R~403BR^t04A R-22 R-134A R-12 R-502

Pirinç. 3.3. Küresel ısınma potansiyeli

Pirinç. 3.2. Ozon delinme potansiyeli

Soğutucu akışkanların atmosferdeki ömrü de çok önemli bir faktördür. Bu, çeşitli maddelerin atmosferde kaldığı ve çevreyi etkileyebileceği sürenin bir ölçüsüdür. Başka bir deyişle, bir kimyasal veya freon atmosferde ne kadar uzun süre kalırsa, o kadar az çevre dostu olur (Şekil 3.4).

80-60- 40-20-0

Bu, soğutulan vücuttan ısının çevreye atılmasıdır. Bu yöntemle soğutulan gövdenin sıcaklığı ancak ortam sıcaklığına düşürülebilir. bu en kolayı Soğutma yöntemi enerji harcamadan.

yapay soğutma vücudun ortam sıcaklığının altına soğumasıdır. Yapay soğutma için soğutma makineleri veya soğutma üniteleri kullanılır. nerede Soğutma yöntemi enerjinin harcanması gerekiyor.

almanın birkaç yolu var suni soğuk. En basiti buz veya karla soğutmadır. buz soğutmaönemli bir dezavantajı vardır - soğutma sıcaklığı, buzun erime sıcaklığı ile sınırlıdır. Soğutucu olarak su buzu, buz-tuz karışımları, kuru buz ve sıvı soğutucular (freonlar ve amonyak) kullanılmaktadır.

Buz-tuz soğutma ezilmiş su buzu ve tuz kullanılarak yapılmıştır. Tuz ilavesi nedeniyle buzun erime hızı artar ve buzun erime sıcaklığı düşer. Kuru buzla soğutma, katı karbondioksitin etkisine dayanır - ısı emildiğinde, kuru buz katı halden gaz haline geçer. Kuru buzla, su buza göre daha düşük bir sıcaklık elde edebilirsiniz: 1 kg kuru buzun soğutma etkisi, 1 kg meyveli buzun soğutma etkisinden neredeyse 2 kat daha fazladır, soğutma sırasında nem oluşmaz, açığa çıkan karbondioksit gazı koruyucu özellikleri, ürünlerin daha iyi korunmasına katkıda bulunur. Kuru buz, dondurulmuş ürünlerin taşınmasında, paketlenmiş dondurmaların soğutulmasında, dondurulmuş meyve ve sebzelerin depolanmasında kullanılmaktadır.

Operasyonda en yaygın ve kullanışlı olanı makine soğutmasıdır. Diğerlerine kıyasla, makine soğutma aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• geniş bir aralıkta düşük bir sıcaklık yaratma olasılığı;
• soğutma işleminin otomasyonu;
• işletme ve bakımın mevcudiyeti, vb.

Esas, baz, temel makine soğutma Bazı maddelerin, ortamdan büyük miktarda ısı emerken, düşük sıcaklıkta kaynama özelliği olduğu varsayılır. Bu tür maddelere soğutucu () denir.

soğutucular- bunlar, yardımıyla düşük sıcaklıkların elde edildiği buharlı soğutma makinelerinin çalışma maddeleridir. Soğutucu akışkanlar yüksek buharlaşma ısısına, düşük kaynama noktasına, yüksek ısı iletkenliğine sahip olmalıdır. Aynı zamanda, soğutucu akışkanlar patlayıcı, yanıcı veya zehirli olmamalıdır. Soğutucu akışkanların maliyeti önemlidir. Freon 12, freon 22 ve amonyak bu gereksinimler için en uygun olanlardır. Freon, ticaret işletmelerine alüminyum renginde boyanmış ve R12 veya R22 etiketli metal silindirlerde girer.