Принцип работы холодильной установки

Холодильное оборудование широко применяется в различных сферах для сохранения свежести продуктов. Разнообразие физических принципов работы установок важно для правильного выбора оборудования и его долговечности. Наши специалисты готовы подробно рассказать о каждом типе оборудования.

Абсорбционная техника

Абсорбционные холодильные установки используют две рабочие жидкости: хладагент (обычно аммиак) и абсорбент (например, серная кислота или вода). Принцип работы таких устройств основан на способности этих веществ взаимодействовать друг с другом. Конструкция включает замкнутый контур с элементами: испарителем, абсорбером, генератором, насосом и вентилями.

Работа абсорбционной холодильной установки происходит следующим образом: растворенный хладагент поступает в испаритель, где аммиак испаряется при 33°C, обеспечивая охлаждение объекта. Далее жидкость направляется в абсорбер для поглощения, после чего раствор с помощью насоса переносится в генератор, где жидкость нагревается до кипения и выделяет пары аммиака в конденсатор. Затем хладагент остывает и возвращается в жидкое состояние, проходя через регулирующий вентиль перед возвратом в испаритель.

Эти циклы позволяют аммиаку перемещаться по замкнутому контуру, захватывая тепло из камеры и отдачу его в окружающую среду через конденсатор. Абсорбционные системы работают бесшумно и имеют компактные размеры, так как в них отсутствуют движущиеся части. Кроме того, они не чувствительны к качеству электроснабжения, что делает их идеальными для использования на промышленных объектах с переменной нагрузкой.

Термоэлектрические устройства

Принцип работы таких холодильников основан на эффекте Пельтье, при котором тепло поглощается в местах контакта двух проводников, по которым проходит электрический ток.

Холодильник включает в себя металлические термоэлектрические элементы формы куба, объединенные в одну электрическую цепь. Тепло передается вместе с током от одного элемента к другому.

Тепло от камеры забирается с помощью алюминиевой пластины, которая передает его металлическим кубам. Затем тепло отводится наружу с помощью стабилизатора и вентилятора. Конструкция обладает высокой надежностью и низким уровнем шума.

Такое термоэлектрическое холодильное оборудование находит широкое применение в бытовых условиях.

Оборудование на вихревых охладителях

Центральным компонентом устройств данного типа является компрессор, предназначенный для сжатия воздуха. Охлаждающий эффект достигается благодаря быстрому расширению в вихревых блоках.

Вихревые устройства отличаются высокой надежностью и безопасностью, так как они лишены движущихся деталей и не используют потенциально опасные хладагенты.

Однако высокий расход воздуха, шумная работа и низкая производительность ограничивают область применения такой техники.

Компрессорная техника

Компрессорные холодильные системы широко применяются в различных отраслях промышленности благодаря удачной конструкции и высокой производительности в охлаждении. Они нашли применение в пищевой и фармацевтической промышленности, а также в логистике.

Конструктивные особенности

Для обеспечения эффективной работы холодильного оборудования критическое значение имеет надежная теплоизоляция, которая необходима для поддержания заданных температурных режимов. В различных моделях используются оптимальные материалы, такие как пеноизол или пенополиуретан, благодаря их низкой теплопроводности исключаются потери тепла.

Холодильные установки спроектированы для создания и поддержания заданных температурных условий. Многие модели работают по принципу компрессорных холодильников, однако существуют также устройства, использующие обдув холодным воздухом. Некоторые варианты оборудования предусматривают возможность регулирования влажности с использованием специальных систем.

Двери холодильных установок обеспечивают герметичное закрытие для предотвращения утечек холода. Конструкция включает в себя уплотнения, изготовленные из специальных материалов, расположенные по периметру двери. Эти уплотнения служат барьером для теплого воздуха извне и способствуют повышению энергоэффективности оборудования.

При проектировании холодильных камер обязательно учитывается вентиляция, которая обеспечивает циркуляцию холодного воздуха внутри устройства для равномерного распределения температуры и удаления избыточной влаги. Воздухообмен может осуществляться естественным путем через специальные решетки или с использованием системы принудительной вентиляции, в зависимости от модели.

Холодильные установки также предусматривают возможность контроля и регулирования режимов работы. Для этого они оснащаются различными датчиками и контроллерами. Современные модели оборудования могут управляться удаленно, что обеспечивает оперативную реакцию на изменения параметров.

Устройство холодильной установки

Компрессор является ключевым компонентом в холодильнике, обеспечивающим принудительную циркуляцию хладагента и необходимое давление в системе. Основная задача компрессора заключается в сжатии фреона и направлении его движения. В процессе работы компрессор создает вибрации, которые компенсируются специальной подвеской.

Существуют два основных типа компрессоров:

1. Динамические компрессоры обеспечивают циркуляцию хладагента с помощью вентилятора центробежного или осевого типа. Эти компрессоры отличаются простотой конструкции, но обычно имеют невысокий коэффициент полезного действия (КПД) и подвержены быстрому износу.
2. Объемные компрессоры используются для сжатия хладагента с помощью механического устройства, приводимого в движение электродвигателем. Среди таких компрессоров выделяются поршневые и роторные модели.Поршневые модели представляют собой электромотор с вертикальным валом, помещенным в металлический кожух. После активации электрическим током коленвал с поршнем начинает работу. Система клапанов впускает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор.Роторные модели используют два ротора, движущихся встречно, для создания необходимого давления. Хладагент поступает в верхнюю камеру и выходит через нижнее отверстие после сжатия. Работа роторных компрессоров сопровождается значительными силами трения, поэтому между валами применяется смазка.

Конденсаторы в холодильниках имеют различные конструктивные особенности, однако их основная функция – охлаждение паров газа до определенной температуры путем конденсации и отведение тепла в окружающую среду.

Испаритель представляет собой алюминиевую трубку или стальные пластины, соединенные пайкой, находящиеся в контакте с камерой и отводящие тепло из холодильника.

Для поддержания оптимального давления хладагента применяется терморегулирующий вентиль. Основные узлы холодильной системы соединены трубопроводами, образующими закрытый контур.

Рабочий цикл

Принцип работы холодильной установки сводится к выполнению следующих циклов:

При включении в сеть устройства компрессор начинает сжимать газообразный хладагент, повышая его давление и температуру.

Сжатый хладагент направляется в конденсатор, где он передает тепло и переходит в жидкое состояние при комнатной температуре.

Далее жидкий хладагент проходит через фильтр-осушитель для удаления влаги.

Затем хладагент поступает через капиллярную трубку, где его давление снижается, он остывает и превращается обратно в газ.

Этот газ поступает в испаритель, где через каналы происходит процесс охлаждения холодильной камеры, и тем самым температура хладагента повышается, перед тем как он снова попадет к компрессору.

Этот цикл повторяется автоматически до достижения установленного рабочего режима. Когда температура отклоняется от заданного значения, терморегулятор переключает компрессор.

Основное преимущество таких систем в их автоматической работе. Пользователь лишь регулирует параметры в соответствии с требованиями к хранению продуктов.

Промышленные холодильные установки созданы на основе физических принципов, обеспечивающих безопасность и долговечность оборудования, что позволяет сохранять товары на протяжении длительного времени. При выборе конструкции учитываются требования к хранению, размеры помещения, производительность и энергоэффективность установки.