Парокомпресійне охолодження
Як ми бачили в попередній статті, найпоширенішим процесом виробництва холоду є компресійне охолодження, засноване на конденсації пари з холодоагенту, що відбувається після стиснення, розширення та випаровування.
Цей принцип протилежний принципу використання теплових насосів, що змушує нас неправильно називати цю систему зворотним тепловим насосом.
Холодоагенти
Будь-яка компресійна система охолодження включає важливий елемент - холодоагент, холодоагент, властивістю якого є поглинання тепла (калорій), коли воно переходить із рідкої фази в газову.
Залежно від робочих температур двох теплообмінників (конденсатора та випарника), холодоагент не буде однаковим: саме це робить різницю, наприклад, між блоком кондиціонування та морозильною камерою.
Зараз холодоагент вибрано з урахуванням екології.
Дійсно, кілька років тому холодоагенти містили хлориди, які надзвичайно шкодять озоновому шару в разі витоку.
Сьогодні громадським ворогом холодильного контуру номер 1 є вода.
Це пояснюється тим, що сучасні холодоагенти в контурі містять фтор, який, розчинившись у воді, може перетворитися на кислоту.
Принцип функціонування
Електричний компресор циркулює холодоагент, який виходить під високим тиском у газоподібному та дуже гарячому стані (нагрівання відбувається через механічне стиснення).
Потім він проходить через конденсатор, де, як випливає з назви, холодоагент конденсується, втрачаючи багато калорій (саме це робить «решітку» в задній частині наших холодильників гарячою).
Тому ми спостерігаємо зміну стану холодоагенту, який стає рідким і рухається, все ще під тиском, до розширювального клапана, в тому, що справедливо називається "лінією рідини".
Регулятор - це невеликий пристрій, який створить обмеження, тобто перепад тиску холодоагенту.
Цей перепад тиску на виході з регулятора також призводить до зниження температури рідини.
На цьому етапі в холодильному контурі холодоагент тоді являє собою суміш приблизно 15% у газі та 85% у рідині.
Потім суміш низького тиску проходить через випарник, в якому відбувається нова зміна стану.
Рідка частина рідини кипить і поглинає калорії поблизу випарника.
На ланцюзі з’являється поверхневий ефект зледеніння. Рідина, поглинаючи калорії, повертається в газоподібний стан низького тиску і всмоктується компресором під високим тиском.
І цикл поновлюється.
Основний холодильний контур
Зрозумійте принцип
Оскільки стара приказка говорить, що в природі "нічого не втрачається, все перетворюється", це висловлювання стосується і охолодження.
Калорії, поглинені випарником, евакуюються конденсатором. Відбувається перенесення калорій з однієї зони в іншу, отже, тепла.
Тому ми вважаємо, що в холодильній системі є дві частини:
- Деталь HP (високий тиск): від компресора до розширювального клапана. Тиск однаковий у всьому контурі (за винятком перепадів тиску), змінюється лише температура.
- Частина LP (низького тиску): від розширювального клапана до компресора. Тиск ідентичний у всьому контурі (за винятком перепадів тиску), лише, знову ж таки, температура змінюється.
Оскільки ефективність усіх компресорів менше 1, механічна енергія, що подається до них, повертається у вигляді тепла, яке необхідно відводити.
Ось чому сторона конденсатора завжди потужніша, ніж сторона випарника.
На закінчення
Тому будь-яку холодильну систему можна визначити як "тепловий насос", з одного боку калорії, що поглинаються випарником, а з іншого - калорії, що генеруються компресором.