Холодильные машины

Способы охлаждения

Ледяное охлаждение. Ледяное охлаждение является самым простым способом охлаждения продуктов питания, физическую основу которого составляет процесс плавления льда и снега. В зависимости от способа получения, лед бывает естественным или искусственным.

Ледяное охлаждение применяется в сооружениях, называемых ледни­ками, они могут иметь различное размещение льда по отношению к ох­лаждаемым камерам с продуктами. Однако широкое применение получи­ли ледники с боковым размещением льда. Лед закладывают в таком ко­личестве, чтобы его хватило на определенное время, и объем льда должен быть в 4-5 раз больше объема камер с продуктами. При ледяном способе можно понизить температуру до 6-8 градусов °С и влажностью 90-95%.

Льдосоленое охлаждение. Источником холода является смесь льда и поваренной соли. Чем больше соли, тем ниже температура смеси. По­нижение температуры происходит до определенного предела. Самая низкая температура льда с поваренной солью составляет -21,20°С. Под­соленная смесь позволяет создавать в охлажденной среде более низкие температуры по сравнению с ледяным охлаждением.

Охлаждение сухим льдом. Этот способ основан на сублимации твер­дой углекислоты. Сухой лед — твердая углекислота, которая по внешне­му виду представляет собой куски вещества, похожего на мел, но очень холодные и быстро испаряющиеся при обычной температуре. В обыч­ных условиях он из твердого состояния превращается непосредственно в парообразное. При этом температура понижается до -78,90°С. Холоднопроизводительность сухого льда в 1,9 раза больше водяного. Сухой лед очень удобен для охлаждения продуктов, так как не выделяет влаги, не загрязняет продукты, имеет низкую температуру. Однако применение его ограничено из-за сравнительно высокой температуры.

Холодильной машиной называется совокупность устройств, необходи­мых для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой среды при низкой температуре и передаче его окружающей среде при высокой температуре.

Существующие холодильные машины подразделяются на две группы: компрессорные: работающие с затратой механической энергии и ад­сорбционные — работающие с затратой тепловой энергии. Наибольшее применение во всех отраслях народного хозяйства имеют компрессор­ные холодильные машины.

Характеристика хладоагентов. Хладоагент представляет собой химиче­ское вещество, предназначенное для отвода тепла от охлаждаемой среды. Для этого используют специальные легкокипящие жидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении. В настоящее время широко применяются холодильные агенты аммиак и фреон-22.

Аммиак — это бесцветный газ с резким запахом, оказывающий раз­дражающее действие на слизистую оболочку. Поэтому при утечке его че­рез неплотности можно его обнаружить по запаху. Аммиак и в воде име­ет высокую взаимную растворимость. Его используют в холодильных ма­шинах средней и большой производительности. Применение аммиака как холодильного агента в машинах малой мощности ограничено, так как имеет недостатки (ядовитость, взрывоопасность, воспламеняемость).

Фреон-22 — бесцветный газ со слабым специфическим запахом, поэтому его утечку из системы трудно обнаружить. Он становится за­метным только при содержании его в воздухе более 20%. Он легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, взрывоопасен, но не горюч. При атмосферном давлении температура его кипения 400°С. Преимущество фреона-22 — безвредность, только при содержа­нии его в воздухе более 30% появляются признаки отравления орга­низма из-за недостатка кислорода.

Компрессорные холодильные машины. Эти машины со­стоят из следующих основных частей: испарителя, конденсатора, ком­прессора и регулирующего вентиля.

Испаритель — это устройство, имеющее вид змеевиковой ребристо-трубной батареи, в которой происходит кипение хладоагента в условиях низкой температуры за счет теплоты, поглощаемой из окружающей сре­ды. Испаритель устанавливается внутри холодильного шкафа, в верхней его части.

Конденсатор — это устройство, предназначенное для охлаждения па­ров фреона и превращения их в жидкость. Для ускорения охлаждения фреона через конденсатор продувают воздух специальным вентилятором.

Компрессор — устройство, которое отсасывает пары хладоагента из испарителя и направляет их в конденсатор в сжатом состоянии. Ком­прессор состоит из цилиндра, поршня и электродвигателя.

Регулирующий вентиль — устройство, регулирующее количество жид­кого фреона, подаваемого в испаритель. Кроме того, регулирующий вентиль снижает давление фреона для обеспечения условий низкотем­пературного кипения.

Таким образом, все основные части холо­дильной машины связаны между собой замкнутой системой трубопроводов, в ко­торой непрерывно циркулирует одно и то же количество фреона и его паров.

Для улучшения ре­жима работы в схему холодильной машины включают ряд допол­нительных аппаратов: ресивер, приборы ав­томатики и т.д.

Фреоновая автоматическая компрессорная машина. Эти машины в настоящее время применяются для охлаждения витрин, шкафов, ка­мер, прилавков, испарители которых устанавливают внутри охлаждаемо­го объекта. Для удобства эксплуатации и ремонта некоторые устройства объединяют в один узел и называют агрегатом. В настоящее время заво­ды выпускает агрегаты ФАК-1,5МЗ открытого типа. Испаритель и регу­лирующий вентиль устанавливаются в камере охлаждения, а остальные детали машины установлены на штампованной плите и образуют агре­гат. Агрегат устанавливают рядом с камерой охлаждения и соединяют с испарителем трубками, по которым циркулирует хладоагент (фреон).

Принцип работы машины заключается в следующем: хладоагент, по­пав в испаритель, закипает, превращается из жидкого состояния в газо­образное. При этом активно поглощает тепло от трубок и ребер испари­теля. Пары в испарителе отсасывают при помощи компрессора, который направляет их в сжатом состоянии (6-8 атм.) в конденсатор. В конден­саторе при помощи охлаждаемого воздуха, хладоагент, имея высокое да­вление, переходит в жидкое состояние. Жидкий хладоагент поступает в испаритель через регулирующий вентиль, который снижает давление и регулирует его подачу. Таким образом, в замкнутой системе непрерыв­но циркулирует одно и то же количество фреона и его паров.

1-34 Холодильный агрегат: устройство, принцип работы

Холодильные герметические агрегаты. Промышленность выпуска­ет более совершенные холодильные машины с герметическими ком­прессорами марок ФГК. Главное его преимущество в том, что электро­двигатель и компрессор находятся в одном герметическом кожухе и об­разуют единый блок. Этот агрегат может работать длительное время, так как у него отсутствуют сальники, которые исключают утечку фреона.

ФГК по своему размеру и весу значительно меньше. Достигается это за счет уменьшения размера двигателя, отсутствия передаточного меха­низма и лучшего охлаждения его парами фреона. ФГК работает почти бесшумно, не давая вибраций на фундамент.

Холодильный агрегат ВС. Эти агрегаты отличаются о агрегатов ФГК только более узким диапазоном рабочей температуры, меньшим весом и габаритами конденсатора. Экранированный герметичный агрегат ФГ-1,1 конструктивно выполнен так, что в герметичной полости находится только ротор электродвигателя. Вынесение статора из герметичной по­лости упрощает его сборку и дает возможность быстрой замены во вре­мя ремонта. Герметичные компрессоры станут основными агрегатами холодильных машин, применяемых в общественном питании, так как они имеют меньшую массу, габариты и потребляют меньше энергии.

Отсутствие сальников в конструкции агрегата исключает утечку хладоагента и значительно повышает надежность работы.

Краткие сведения о теплоизоляционных материалах. Теплоизоля­ционные материалы применяют для изоляции шкафов, прилавков и ви­трин, для максимального уменьшения теплопритока в охлаждаемое обо­рудование.

К теплоизоляционным материалам предъявляют следующие требова­ния: прочность, долговечность, устойчивость, небольшая стоимость, низкий коэффициент теплопроводности и теплоемкости, безвредность, биостойкость, низкая гигроскопичность. При изготовлении холодильно­го оборудования в промышленности применяют теплоизоляционные материалы: пеностеклопористая стеклянная масса, альфоль — гофриро­ванные алюминиевые листы, минеральная пробка, пенопласта, асбест, рубероид и битум.

1-35 Холодильные шкафы: устройство, правила эксплуатации