Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Парокомпрессионная холодильная машина состоит из следующих основных элементов: испарителя, компрессора, конденсатора, теплообменника, фильтра-осушителя и дросселирующего элемента, соединенных между собой трубопроводами в замкнутую герметичную систему, заполненную холодильным агентом.

Испаритель содержит кипящий холодильный агент. Кипение холодильного агента в испарителе происходит за счет дросселирования и поддерживаемого компрессором низкого давления. Температура кипения холодильного агента в испарителе обычно на 15 °С ниже температуры охлаждаемой среды. Через поверхность испарителя воздух отдает свое тепло холодильному агенту, который при этом превращается в пар. Таким образом, в испарителе холодильный агент кипит при низкой температуре, отбирая тепло от охлаждаемого воздуха.

Компрессор всасывает пары холодильного агента из испарителя и поддерживает в нем низкое давление, обеспечивающее низкую температуру кипения. Кроме того, компрессор нагнетает пары в конденсатор и сжимает их до такого давления, при котором они превращаются в жидкость при условии охлаждения их окружающей средой.

Конденсатор обеспечивает охлаждение сжатых паров холодильного агента окружающим воздухом в целях понижения температуры паров до температуры конденсации (состояния насыщения) и конденсации насыщенных паров в жидкое состояние.

Для создания гидравлического затвора и равномерной подачи жидкого хладагента в дроссель вместимость конденсатора завышают, и его нижняя часть выполняет функции ресивера. Перед дросселирующим элементом устанавливают фильтр-осушитель. Фильтр-осушитель улавливает различные механические загрязнения (опилки, ржавчину и т. п.) холодильного агента и поглощает влагу, находящуюся в системе. При дросселировании давление конденсации холодильного агента понижается до давления кипения. Кроме того, дроссель обеспечивает необходимое заполнение испарителя жидким холодильным агентом, подавая в единицу времени столько жидкости, сколько паров успевает за это время всосать компрессор.

Процесс дросселирования жидкого холодильного агента сопровождается изменением агрегатного состояния холодильного агента. Часть жидкости, прошедшей через дроссель, превращается в насыщенный пар, охлаждая при этом остальную часть холодильного агента до температуры кипения. Поэтому из дросселя выходит смесь жидкости и насыщенного пара (влажный пар). Жидкость в испарителе кипит при давлении кипения, поглощая тепло от воздуха через стенки испарителя. Пары, поступающие из дросселя и образовавшиеся при кипении, всасывает компрессор. Температура и давление кипения зависят от подачи компрессора и интенсивности теплообмена между кипящим хладагентом и воздухом.

Пары холодильного агента по мере продвижения по испарителю в результате теплообмена через стенки последнего дополнительно подогреваются. Поэтому их температура на выходе из испарителя обычно на 7 °С выше температуры кипения.

Сжатие паров холодильного агента в компрессоре от давления кипения до давления конденсации сопровождается, кроме того, возрастанием их внутренней энергии и температуры. Температура паров в конце сжатия зависит от разности давлений на входе и выходе из компрессора и достигает 120...190°С.

В конденсаторе происходит три процесса: охлаждение сжатых паров до состояния насыщения, их конденсация и переохлаждение жидкого холодильного агента. Давление и температура конденсации зависят от температуры охлаждающей среды, величины теплопередающей поверхности конденсатора и интенсивности теплопередачи. Как правило, температура конденсации на 10 °С превышает температуру охлаждающей среды. Температура переохлаждения в воздушном конденсаторе достигает 4 °С.

Жидкий холодильный агент из конденсатора через фильтр-осушитель поступает в дроссель, и цикл повторяется. Таким образом, холодильный агент, совершая движение по замкнутому циклу, отнимает тепло от воздуха в охлаждаемом помещении и отдает его воздуху, обдувающему конденсатор.

К недостаткам парокомпрессионных холодильных машин следует отнести: необходимость постоянного обслуживания высококвалифицированным персоналом; высокую вероятность выхода из строя из-за большого количества движущихся деталей (5 % по международным стандартам); высокий уровень шума.

 

Однако одно достоинство делает парокомпрессионные холодильные машины самыми привлекательными из всех перечисленных. В условиях, в которых работают бытовые кондиционеры, холодильный коэффициент теоретически равен 3. Это значит, что на каждый киловатт затрачиваемой электроэнергии (с использованием теплоты воздуха окружающей среды) производится три киловатта холода или четыре киловатта тепла.