Контрольная работа по "Теплотехнике"

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит  в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит  в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулируемый расширительный вентиль необходим для создания необходимой разности давлений между  конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается.

В бытовых холодильниках  чаще всего вместо ТРВ используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а  дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его  диаметра, длины и типа хладагента.

Большое значение имеет чистота  хладагента: вода и примеси могут  засорить капилляр или повредить  компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага  может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель, который устанавливается перед капилляром.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру  на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает  уже охлаждённый хладагент, который  затем ещё сильнее охлаждается  в испарителе, в то время как  хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.^[5]

Принцип действия абсорбционного холодильника

Основная статья: Абсорбционная холодильная машина

Агрегат абсорбционного холодильника

Так же, как и в компрессионном, в абсорбционном холодильнике охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (чаще всего аммиака). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде. В одной единице объёма воды может быть растворено до 1000 ед. объёма аммиака. Насыщенный раствор аммиака из абсорбера поступает в генератор (десорбер), а затем в дефлегматор, где разлагается на аммиак и воду. Газообразный аммиак сжижается в конденсаторе и снова поступает в испаритель, а очищенная от аммиака вода поступает в абсорбер.

Для циркуляции воды в системе  могут применяться разнообразные  приспособления, например струйные насосы, что позволяет обойтись без движущихся частей. В систему холодильника добавляется также инертный к компонентам системы газ, например водород. В этом случае давление во всей системе почти одинаково, а испарение хладагента происходит за счёт изменения парциального давления.

Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ — например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников — бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостатки — плохие удельные показатели хладопроизводительности на единицу объёма, чувствительность к положению в пространстве, а также недолговечность: трубопроводы такого холодильника относительно быстро засоряются продуктами коррозии. Кроме того, холодильный агрегат содержит ядовитый аммиак и горючий водород. Такие холодильники практически не используются в современных квартирах, но распространены в местах, где нет круглосуточного доступа к электричеству: например в домах на колёсах, где они работают от электричества на стоянках в кемпингах, а в пути работают от сжигания природного газа. Кроме того, абсорбционные агрегаты часто используются в промышленных холодильниках в тех случаях, когда более выгодно использовать энергию сгорания газа, а не электричество. Наиболее эффективно их использование в промышленности совместно с когенерационными установками, что позволяет утилизировать избыточное тепло и повысить КПД. В этом случае речь идет о так называемой тригенерации. Помимо этого, абсорбционные машины позволяют использовать сбросное тепло.

Принцип действия термоэлектрического холодильника

В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье — когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих «разнородных» проводников охлаждается, а второй нагревается за счет тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока. Холодильник на элементах Пельтье бесшумен, надёжен и долговечен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Ещё одним минусом является зависимость холодопроизводительности от температуры окружающей среды. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питьевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

Принцип действия холодильника на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого  компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей. 
Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого коэффициента полезного действия. Достоинства — безопасность (так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции) долговечность, надёжность.

Устройство холодильного шкафа

Теплоизоляция

Стенки холодильного шкафа  двойные, промежуток между стенками заполняется теплоизолирующими  материалами: минеральной ватой, вспененным полистиролом или полиуретаном. От качества теплоизоляции зависит энергопотребление холодильника.

Полки

Продукты в холодильнике размещают на полках. Полки могут  быть решетчатыми, что облегчает  циркуляцию воздуха, либо стеклянными, позволяющими изолировать отделения  друг от друга.

Дверь

С внутренней стороны двери  для экономии места расположены  дополнительные полки. На этих полках обычно хранят продукты в бутылках, консервы, а также яйца. Иногда на двери холодильника может располагаться  ёмкость для напитков с выведенным на наружную поверхность патрубком  с затвором, что позволяет использовать холодильник в качестве кулера. Во многих холодильниках навес двери съёмный, позволяющий выбрать направление открывания двери.

Уплотнитель двери

Для предотвращения попадания  тёплого воздуха через щели между  корпусом холодильника и дверью служит уплотнитель. Уплотнители современных  холодильников имеют магнитную  вставку, что позволяет отказаться от механических затворов на двери  холодильника.

Циркуляция воздуха  в камерах

Холодильники бывают с  естественной и искусственной циркуляцией  воздуха. В последнем случае часто  применяется так называемая технология «No Frost» — когда испаритель отделён от основной камеры и сообщение воздушных потоков между испарителем и камерой осуществляется с помощью вентилятора. Благодаря этому удаётся избавиться от намерзания «шапки» инея на испарителе благодаря предварительному осушению воздуха, а также оттаиванию инея с испарителя без повышения температуры в камере. В некоторых холодильниках имеются специальные системы контроля за температурой и влажностью.

Автоматика и  электрооборудование

Бытовые холодильники обычно работают циклично, периодически включаясь  и выключаясь. Моментами включения  и выключения управляет терморегулятор, который состоит из термодатчика, это может быть механический термодатчик сильфонного типа, либо электронный, и регулятора температуры, который может быть механическим или электронным. Простейшим регулятором температуры является механический или электронный триггер Шмитта. Для обеспечения правильного запуска двигателя используются пусковые и защитные реле, которые часто объединяют в один прибор. Дополнительно холодильники могут оснащаться системами оттаивания, предотвращающими образование инея на испарителе. Для освещения холодильной камеры устанавливаются лампы небольшой мощности, которые включаются при срабатывании датчика открытия двери. Некоторые холодильники оснащены сигнализацией открытия двери, которая срабатывает по таймеру, чтобы предотвратить потери холодного воздуха если дверь холодильника забыли закрыть.

В начале XXI века на рынке появились так называемые интернет-холодильники — холодильники, в корпусе которых расположен также подключенный к интернету компьютер, экран которого выведен на дверцу.

Компоновка

Холодильники «американской» компоновки с диспенсерами для воды и напитков

Существует четыре схемы  компоновки холодильников^{[источник не указан 1144 дня]}:

• «европейская». При такой схеме морозильная камера находится снизу, под холодильной камерой;
• «азиатская». При такой схеме морозильная камера, как правило небольших размеров, находится над холодильной камерой;
• «американская» или side-by-side. При этом холодильное и морозильное отделение расположены по всей высоте устройства бок о бок. Объём устройства при этом может достигать 700 литров и более. Европейские производители обычно заказывают холодильники side-by-side у американских компаний.^{[источник не указан 1132 дня]}
• холодильный ларь, или горизонтальная — компоновка, наиболее характерная для морозильников. Такая компоновка позволяет уменьшить утечки холода при открытой крышке — такой морозильник может эксплуатироваться даже без крышки, например в супермаркете. Холодильные лари наиболее распространены в торговле.

Обозначения

На холодильниках обозначают температурный режим морозильной  камеры в виде нескольких снежинок:

• * — температура до −6 °C. Замороженные продукты можно хранить не более недели.
• ** — температура до −12 °C. Замороженные продукты хранятся до месяца.
• *** — температура до −18 °C. Хранение продуктов до 3-х месяцев.
• *(***) — температура до −18 °C плюс быстрая заморозка свежих продуктов. Хранение продуктов до года.

По уровню потребления  электроэнергии холодильники делятся  на классы: (самый низкий) A++, A+, A, B, C, D, E, F, G (самый высокий).

Технические характеристики холодильников

• масса, кг;
• количество компрессоров;
• корректированный уровень звуковой мощности (шум), дБ;
• общий объём, л;
• объём морозильной камеры, л;
• температура хранения в морозильной камере, не выше, °С;
• температура хранения в холодильной камере, °С;
• номинальная потребляемая мощность, Вт;
• суточное потребление электроэнергии, кВт*час/сутки;
• годовое потребление электроэнергии, кВт*час/год;
• мощность замораживания, кг/сутки;
• время повышения температуры в морозильной камере до −9 °С при отключении электроэнергии;
• наличие системы автоматического оттаивания;
• наличие зоны свежести.

Эксплуатация  холодильников

Для сохранения свежести продуктов  необходимо соблюдать правила хранения продуктов в холодильнике. Современные  холодильники имеют множество камер, предназначенных для хранения различных  продуктов: в каждой камере поддерживается температура, оптимальная для того или иного типа продуктов. Но даже в простых холодильниках с  естественной циркуляцией воздуха  температура на полках различается, поэтому необходимо правильно размещать  продукты.

В наиболее холодных (температура  около 0 °C) зонах размещают скоропортящиеся продукты: свежее мясо, рыбу, и т. д. Готовые блюда (салаты, кисели и т.д) наоборот нужно хранить в отделениях с более высокой температурой (около 8 °C). Продукты с резким запахом (мясо, рыбу, некоторые фрукты), или продукты, легко впитывающие запахи (молоко, масло) хранят раздельно, желательно в закрытой (но не плотно) таре. Следует вовремя избавляться от испорченных продуктов.

Не следует ставить  в холодильник без автоматического  оттаивания продукты, температура которых  значительно выше комнатной, так  как большое выделение пара способствует быстрому нарастанию инея на испарителе, снижению эффективности работы и  увеличению расхода электроэнергии. Последнее касается также и холодильников  с автоматическим оттаиванием. Размораживать  замороженные продукты рекомендуется  в холодильной камере: разморозка занимает больше времени, но позволяет сэкономить электроэнергию.

Если холодильник не оснащён  системой автооттаивания, его необходимо регулярно выключать для размораживания инея с испарителя. Но даже холодильники с автооттаиванием необходимо регулярно мыть и проветривать, чтобы предотвратить появление неприятного запаха. При длительном отключении холодильника необходимо открыть дверцу и выложить все продукты. Также для борьбы с неприятным запахом используются различные поглотители запаха. Для этой цели можно также использовать активированный уголь, либо народное средство — несколько ломтей ржаного хлеба.

Согласно европейской  статистике, для одного человека оптимален объ

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

Большая Российская энциклопедия. М.: ПрофИздат 2007 - 650с.

Колевский Н.К. Эксплуатация и ремонт холодильников и холодильных установок (справочник мастера) СПБ:. Из-во НИВА Принт 1995 - 110с.

Мальгина С.В. Холодильные машины и установки М.: Пищевая промышленность, 1980 - 592с.

Рыбин Г.А. Всё о бытовых  холодильниках М.: Профиздат 2007 - 290с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ведение

 

Холодильники - это сооружения, предназначенные для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся  продуктов. В помещениях (камерах) холодильника поддерживаются постоянные довольно низкие температуры (+12-40° С) при большой  относительной влажности (85-95%). К  помещениям холодильника предъявляются  повышенные санитарные требования.