Особенности холодильной техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДРТИ

Контрольная работа

По дисциплине: Холодильная техника

Студента 5 курса, спец. Технология рыбы и рыбных продуктов

Группа №610 Шифр 4811

Егорова Сергея Александровича

1. Основные параметры состояния рабочего вещества, их физический смысл, единицы измерения

Состояние рабочего вещества определяется величинами, называемыми параметрами состояния. Основными параметрами состояния являются температура, давление и удельный объем или плотность. Отметим, что рассматриваемые параметры состояния находятся в определенной связи между собой и поэтому лишь два из них могут быть независимыми.

1. Температура характеризует тепловое состояние тела, степень его нагретости и является одной из важнейших величин. По ГОСТу 8550-61 определение температуры можно производить в градусах Кельвина (Т° К) и градусах Цельсия (t°С). Во всех термодинамических расчетах пользуются абсолютной термодинамической температурой, а измерения производят в градусах Цельсия. Связь между температурой, выраженной в градусах Кельвина Т (абсолютная термодинамическая температура) и в градусах Цельсия t определяется следующим соотношением T = t + 2130 К°. Температуру измеряют градуированными ртутными термометрами или специальными предварительно протарированными приборами, называемыми термопарами. Применяются также и другие приборы для измерения температуры.

2. Удельный объем и плотность. Удельным объемом v называется объем, занимаемый единицей массы вещества, величина, обратная плотности: если плотность равна с, то удельный объём 1/с В системе СИ удельный объем выражается в м³/кг.

3. Давление. Рассматриваемый в качестве рабочего тела идеальный газ состоит из бесконечно большого количества молекул, которые находятся в хаотическом движении. В результате этого движения газ оказывает давление на стенки сосуда, в котором он заключен. Движение молекул в объеме не имеет преимущественного направления, и это приводит к тому, что газ создает равномерное давление на стенки сосуда. Давление газа измеряют силой F, приходящейся на единицу поверхности S.

2. Основные способы получения низких температур

Физическая природа тепла и холода одинакова, разница состоит только в скорости движения молекул и атоме. В более нагретом теле скорость движения больше, чем менее нагретом. При подводе к телу тепла движение возрастает, при отнятии тепла уменьшается. Таким образом тепловая энергия есть внутренняя энергия движения молекул и атомов.

Существуют несколько способов получения искусственного холода. Самый простой из них -- охлаждение при помощи льда или снега.

Лъдосоляное охлаждение производится с применением дробленого водного льда и соли. Благодаря добавлению соли скорость таяния льда увеличивается, а температура таяния льда опускается ниже.

Охлаждение сухим льдом основано на свойстве твердой углекислоты сублимировать, т.е. при поглощении тепла переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние.

Получение искусственного холода с помощью снега или льда, а также с помощью охлаждающих смесей имеет существенные недостатки: трудоемкость процессов заготовки льда или снега, их доставки, трудность автоматического регулирования, ограниченные температурные возможности.

В последнее время в связи с энергетическим кризисом, загрязнением окружающей среды все более актуальной становится проблема использования для холодильной обработки пищевых продуктов нетрадиционных экологически безопасных методов получения холода. Наиболее перспективным из них является криогенный метод на базе жидкого и газообразного азота с применением безмашинной проточной системы хладоснабжения, предусматривающей одноразовое использование криоагента.

Перспективность данного метода хладоснабжения возрастает в связи с открытием в России больших запасов (340 млрд. м³) подземных высокоазотных газов. Себестоимость очищенного азота на порядок ниже, чем азота, полученного с помощью метода разделения воздуха.

Безмашинные проточные системы азотного охлаждения имеют значительные преимущества: очень надежны в эксплуатации и имеют высокую скорость замораживания, обеспечивающую практически полное сохранение качества и внешнего вида продукта, а также минимальные потери его массы за счет усушки.

Особо следует отметить экологическую чистоту таких систем (в атмосфере Земли содержится до 78% газообразного азота).

Наиболее распространенным и удобным в эксплуатационном отношении способом охлаждения является машинное охлаждение.

Машинное охлаждение -- способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента, кипения его при низких температурах с отводом от охлаждаемого тела или среды необходимой для этого теплоты парообразования

Для последующей конденсации паров хладагента требуется предварительное повышение их давления и температуры.

В основу машинного способа охлаждения может быть положено также адиабатическое (без подвода и отвода тепла) расширение сжатого газа. При расширении сжатого газа температура его значительно понижается, так как внешняя работа в этом случае совершается за счет внутренней энергии газа. На этом принципе основана работа воздушных холодильных машин.

Охлаждение путем расширения сжатого газа, в частности воздуха, отлично от всех способов охлаждения. Воздух при этом не меняет своего агрегатного состояния, как лед, смеси и хладон, он только нагревается, воспринимая теплоту окружающей среды (от охлаждаемого тела).

Широкое применение машинного охлаждения в торговле объясняется рядом его эксплуатационных свойств и экономических преимуществ. Стабильный и легко регулируемый температурный режим, автоматическое действие холодильной машины без больших затрат труда на техническое обслуживание, лучшие санитарно-гигиенические условия хранения продуктов, компактность и общая экономичность определяют целесообразность применения машинного охлаждения.

На предприятиях оптовой и розничной торговли используют в основном паровые холодильные машины, действие которых основано на кипении при низких температурах специальных рабочих веществ -- хладагентов. Паровые холодильные машины подразделяют на компрессионные, в которых пары хладагента подвергаются сжатию в компрессоре с затратой механической энергии, и абсорбционные, в которых пары хладагента поглощаются абсорбентом.

3. Начертить упрощенную схему, описать устройство и работу поршневого компрессора, применяемого в холодильной установке предприятия, где Вы работаете

Компрессионная холодильная машина (см. рис.1) состоит из следующих основных узлов: испарителя, компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра, терморегулирующего вентиля. Автоматическое действие машины обеспечивается терморегулирующим вентилем и регулятором давления. К вспомогательным аппаратам, способствующим повышению экономичности и надежности работы машины, относятся: ресивер, фильтр, теплообменник, осушитель. Машина приводится в действие электродвигателем.

Рис.1 Схема устройства компрессионной холодильной машины: 1 -- компрессор; 2 -- конденсатор; 3 -- ресивер; 4 -- фильтр; 5 -- терморегулирующий вентиль; 6 -- испаритель; 7 -- охлаждаемая камера; 8 -- электродвигатель; 9 -- магнитный пускатель; 10 -- кнопочный включатель; 11 -- реле давления

Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинах применяют поршневые и ротационные компрессоры, причем наибольшее распространение получили поршневые.

Конденсатор -- теплообменный аппарат, служащий для сжижения паров хладагента путем их охлаждения. По виду охлаждающей среды конденсаторы выпускают с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительным движением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медных или стальных оребренных труб Естественное воздушное охлаждение применяется только в холодильных машинах бытовых электрохолодильников Конденсаторы с водяным охлаждением бывают кожухозмеевиковые и кожухотрубные.

Ресивер -- резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины.

Фильтр состоит из медных или латунных сеток и суконных прокладок. Он служит для очистки системы и хлад агента от механических загрязнений, образовавшихся в результате недостаточной очистки их при изготовлении монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые. Жидкостный фильтр устанавливается после ресивераперед терморегулирующим вентилем, паровой -- на всасывающей линии компрессора.

Для предотвращения попадания ржавчины и механических частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, во всасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латунной сетки.

Терморегулирующий вентиль обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель, распыляет жидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения.

От правильной регулировки терморегулирующего вентиля во многом зависит экономичность работы холодильном машины. Избыток жидкого хладона в испарителе вследствие влажного хода компрессора может привести к возникновению гидравлического удара. При недостаточном заполнении испарителя жидкостью часть поверхности его не используется, что ведет к нарушению нормального режима работы машины и понижению температуры испарения хладагента.

Испаритель -- охлаждающая батарея, которая поглощает тепло окружающей среды за счет кипящего в ней при низкой температуре хладагента. В зависимости от вида охлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха.

Регулятор давления состоит из прессостата (регулятора низкого давления) и маноконтроллера (выключателя высокого давления). Для регулировки температурного режима в определенных пределах необходимо, чтобы холодопроизводительность холодильной машины всегда превышала приток тепла к ней. Поэтому в нормальных условиях нет необходимости в непрерывной работе холодильной машины.

Периодическое включение холодильной машины осуществляется прессостатом автоматически. Требуемый температурный режим достигается путем регулирования продолжительности перерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты от чрезмерного повышения давления в линии нагнетания. При повышении давления в конденсаторе свыше 10 атм. (норма -- 6--8 атм.) он размыкает цепь катушки магнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машина останавливается.

Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладон-12) поступает через терморегулирующий вентиль в испаритель. Попадая в условия низкого давления, она кипит, превращаясь в пар, и при этом отбирает тепло у воздуха, окружающего испаритель.

Из испарителя пары хладона отсасываются компрессором, сжижаются и в перегретом от сжатия состоянии нагнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или воздухом конденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубам конденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, где задерживаются механические примеси (песок, окалина и др.).

Очищенный от примеси хладон, проходя через узкое отверстие терморегулирующего вентиля, дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении давления и температуры поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.

Рабочий цикл холодильной машины с учетом взаимодействия приборов автоматики состоит в следующем. При выключенном электродвигателе контакты реле давления разомкнуты, терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора в испаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходное сечение. В испарителе в это время продолжается процесс кипения оставшегося после выключения машины жидкого хладагента. От притока внешнего тепла температура испарителя постепенно повышается и, следовательно, давление скопившихся в нем паров возрастает. Давление в испарителе будет расти до тех пор, пока прессостат реле давления не замкнет контакты, и машина не вступит в работу.

С включением машины в работу начинается отсос перегретых паров из испарителя в компрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления в чувствительном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатый клапан открывает проходное отверстие. Жидкий хладагент, интенсивно кипя, устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным понижением температуры парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя, окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.

Понижение температуры окружающей среды снижает величину теплопритока, Кипение становится менее интенсивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителе до предела, при котором реле давления размыкает контакты и машина останавливается. К моменту выключения машины уменьшается подача жидкого хладагента в испаритель, поскольку избыток поступившего в него хладагента ведет к снижению температуры выходящих паров и к автоматическому прикрытию игольчатого клапана терморегулирующего вентиля. Через несколько секунд после остановки машины давление в термобаллоне и испарителе окончательно сравнивается и игольчатый клапан закрывается.

4. Начертить схему и дать описание холодильной установке с рассольной системой охлаждения

Рассольные системы охлаждения на распределительных холодильниках нашли ограниченное применение из-за относительной недолговечности охлаждающих приборов, подвергающихся коррозирующему действию рассола ( в открытых рассольных системах трубы батарей могут выходить из строя в течение 7 - 10 лет), а также повышенных энергетических затрат.

Рассольное охлаждение включает в себя системы циркуляции холодильного агента и рассола.

Система циркуляции холодильного агента включает в себя компрессор, конденсатор, систему трубопроводов с регулирующим вентилем и испаритель. Вся эта система оборудования требует специального машинного помещения.

В систему циркуляции рассола входят: установленные в камере рассольные батареи, осуществляющие теплообмен рассола и воздуха; испаритель, обеспечивающий охлаждение рассола до требуемой температуры; насос и резервуар с рассолом.

В качестве охлаждающего рассола используют солевой раствор. Температура рассола в испарителе должна быть на 5 ... 6°С выше температуры кипящего холодильного агента; температура воздуха в камере - на 8 ... 10°С выше температуры рассола.

Рис. 2: 1- рассольные батареи, 2 - отделитель жидкости, 3 - компрессор, 4 - маслоотделитель, 5 - маслособиратель, 6 - манометр, 7 - конденсатор, 8 - переохладитель, 9 - регулирующая станция, 10 - испаритель, 11 - рассольный насос.

5. Классификация холодильников по назначению, их особенности

Совокупность холодильных установок, обеспечивающих условия для непрерывной холодильной обработки и хранения скоропортящихся продуктов на пути от мест их заготовки до мест потребления, называется холодильной цепью. Холодильная цепь слагается из звеньев, сочетание которых может быть различным в зависимости от вида сырья. Отдельные звенья цепи следующие: холодильные установки для обработки продукта и хранения его на производящем предприятии или плантации; холодильный транспорт для местных и дальних перевозок; холодильники различного назначения, включая торговое холодильное оборудование и бытовые холодильники.

Обычно холодильник -- это промышленное предприятие (или его цех), в помещениях которого с помощью холодильной установки поддерживают определенные режимы, необходимые для обработки и хранения скоропортящихся продуктов. Холодильник состоит из технологического здания и компрессорного цеха с пристроенным к нему аппаратным отделением.

Холодильники классифицируют в зависимости от назначения, вида хранимых продуктов, вместимости и этажности. В зависимости от назначения холодильники разделяют на стационарные и транспортные.

Различают несколько видов стационарных холодильников: производственные, заготовительные, базисные, транспортно-экспедиционные, распределительные, торговые.

По вместимости продуктов они бывают: мелкие -- до 100 т, малые -- до 500,средние -- до 3000, крупные -- до 10 000, сверхкрупные -- свыше 10 000 т. К крупным относятся многие распределительные холодильники. В группе средних большой удельный вес занимают производственные мясные и рыбные холодильники. Большинство торговых холодильников являются мелкими.

Производственные холодильники входят в состав пищевых промышленных предприятий: мясокомбинатов, рыбокомбинатов, маслозаводов, птицекомбинатов. Они предназначены для длительного хранения сырья и готовой продукции, а также для обеспечения холодом производственных процессов.

Заготовительные холодильники сооружают в районах массовых заготовок пищевых продуктов. На них осуществляют холодильную обработку, хранение и подготовку заготовленных продуктов к транспортировке.

Базисные холодильники предназначены для длительного хранения государственных, муниципальных и других резервов скоропортящихся продуктов. компрессор холодильник рефрижераторный

Транспортно-экспедиционные холодильники располагают обычно в морских и речных портах и при крупных железнодорожных станциях. Их основная функция -- обслуживание перевозок скоропортящихся грузов и их перевалок с одного вида транспорта на другой.

Распределительные холодильники сооружают в центрах потребления для сезонного накопления и хранения пищевых продуктов с целью последующего равномерного обеспечения торговых менее крупных холодильников, а также предприятий торговли и питания в течение всего года. Их сооружают в крупных районах потребления как центры оптовой торговли. Емкость холодильников от 500 до 35 тыс. т. Наиболее распространены холодильники емкостью 2 тыс., 3 тыс., 5 тыс., 10 тыс. и 15 тыс. т. В сезон заготовок в отдельных камерах распределительных холодильников также создают резервные стратегические запасы продуктов.

В распределительные холодильники продукты поступают в охлажденном или замороженном виде с заготовительных, производственных и базисных холодильников. Частично отепленные или размороженные при транспортировке продукты могут быть вновь охлаждены или заморожены в специально оборудованных морозильных камерах. Распределительные холодильники бывают универсальные и специализированные (мясные, рыбные и др.). На распределительных холодильниках часто организуют производство мороженого, водного и сухого льда.

Торговые холодильники принадлежат сфере торговли и потребительской кооперации. Они предназначены для краткосрочного хранения продуктов, поступающих для реализации в розничную торговую сеть и частично для переработки и приготовления пищи на предприятия питания.

Различают два типа торговых холодильников: холодильники продовольственных баз емкостью от 10 до 500 т и холодильники при крупных розничных торговых предприятиях емкостью до 10 т.

Рефрижераторный транспорт делится на железнодорожный, морской, речной и автомобильный.

Список литературы

1. www.znaytovar.ru

2. http://www.ngpedia.ru

3. http://morozmedia.narod.ru

4. http://dic.academic.ru

5. Радушкевич Л. В. Курс термодинамики. М.: “Просвещение”, 1981.

6. Смородинский Я. А. Температура. - М.: Наука, 1987.

7. Желтиков О.М. Основы теории управления. Конспект лекций. - Самара, СГТУ, 2008

8. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Питер, 2005. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru