HF sistēmās gaiss tiek uzkarsēts apkures sekcijās, kas izgatavotas vairāku caurlaidību sildītāju veidā, kas izgatavotas no horizontālām tērauda caurulēm, kas apšūtas ar tērauda lenti. Tipiskās sekcijas tiek montētas no vienas, divu un trīs rindu bāzes siltummaiņiem.
Pirmajai apkurei parasti tiek uzstādītas vismaz 2 sekcijas gar gaisa plūsmu. Dzesēšanas šķidrums var būt ūdens ar temperatūru līdz 150 0 C un tvaiks ar spiedienu ne vairāk kā 0,6 MPa.
Ja dzesēšanas šķidrums ir ūdens, tad, lai palielinātu tā kustības ātrumu siltummaiņa caurulēs un siltuma pārneses koeficientu, apkures sekcijas tiek savienotas virknē.
Paralēlais savienojums tiek izmantots tikai nepietiekama spiediena gadījumos siltumtīklā, lai pārvarētu virknē savienoto siltummaiņu hidrauliskās pretestības pieaugumu.
Ja dzesēšanas šķidrums ir tvaiks, tad apkures sekcijas ir paralēli savienotas ar tvaika un kondensāta cauruļvadiem. Maksimālais pieļaujamais tvaika spiediens atbilstoši siltummaiņa stiprības nosacījumiem ir 0,6 MPa.
Vietējo vai zonālo gaisa sildītāju otrajām apkures sekcijām kā dzesēšanas šķidrumu izmanto ūdeni ar nemainīgu temperatūru padeves līnijā (parasti 60-70 0 C). Paredzamā ūdens temperatūras starpība ir 15-25 0 C.
Tos nedrīkst pieslēgt tieši siltumtīkliem, jo Nepieciešamā sildītāju siltuma pārnese, kā likums, nav atkarīga no ārējā gaisa temperatūras, t.i. nav saistīts ar temperatūras grafiku, saskaņā ar kuru mainās padeves ūdens temperatūra. Mainīgas temperatūras ūdens padeve būtiski pasliktinātu automātiskās vadības sistēmas darbību.
Otro apkures sildītāju siltuma jaudu regulē automātisks vārsts, kas maina ūdens daudzumu nemainīgā temperatūrā, kas tiek piegādāts sildītājam.
Lai iegūtu ūdeni ar nemainīgu temperatūru slēgtā kontūrā, tiek izmantotas sajaukšanas iekārtas ar starpposma siltummaiņiem.
33.2. Gaisa kondicionētāju dzesēšanas padeve.
SCR dzesēšanas šķidrums, kā likums, ir ūdens, kas iegūts no saldēšanas iekārtām un dažos gadījumos - no dabiskiem avotiem. Saldēšanas sistēmas izvēle ir atkarīga no aukstā ūdens iegūšanas metodes, patērētāju attāluma no aukstuma avota, iztvaicētāja veida, kā arī no gaisa dzesētāja pievienošanas metodes dzesēšanas šķidrumam.
33.3. Aukstuma avoti gaisa kondicionēšanas sistēmām.
Projektējot SCR apgabalos ar sausu un karstu klimatu, jāizmanto tieša, netieša vai kombinēta (divpakāpju) iztvaikošanas gaisa dzesēšana, ja šīs metodes nodrošina noteiktos gaisa parametrus.
Vairumā gadījumu SCR darbībai ir nepieciešami dabiski vai mākslīgi aukstuma avoti. Dabiskie avoti ietver auksts ūdens no artēziskajām akām vai kalnu upēm. Šo avotu izmantošana ir ekonomiski izdevīga gadījumos, kad par dzesēšanas šķidrumu kalpojošā ūdens temperatūra ļauj iegūt nepieciešamos gaisa parametrus, uzsildot ūdeni vismaz par 3 0 C.
Dažos gadījumos mazām HF sistēmām, kas patērē līdz 180 tūkstošiem W aukstuma, varat izmantot ledu, kas sagatavots, sasaldējot ūdeni nemieros vai iegūts no rezervuāriem. Sanitāro un higiēnas apsvērumu dēļ nav pieļaujams tiešs kontakts starp ledu no krāvumiem vai rezervuāriem un telpā piegādāto gaisu. Tāpēc virszemes ūdens-gaisa siltummainī cirkulējošo ūdeni nepieciešams atdzesēt ar ledu.
Visizplatītākais aukstuma iegūšanas veids ir no mākslīgiem avotiem – saldēšanas mašīnām. Mašīnas saldēšana ir aukstuma iegūšanas metode, mainot aukstumaģenta agregācijas stāvokli (vārot to zemā temperatūrā, no dzesēšanas vides noņemot tam nepieciešamo iztvaikošanas siltumu).
Turpmākai aukstumaģenta tvaiku kondensācijai vispirms jāpalielina to spiediens un temperatūra. Pamatojoties uz metodi, kā palielināt tvaika temperatūru un spiedienu pirms kondensācijas, izšķir šādus saldēšanas iekārtu veidus:
kompresija - ar tvaiku saspiešanu ar kompresoru, izmantojot mehānisko enerģiju;
absorbcija - ar tvaiku absorbciju ar atbilstošu absorbentu un to atbrīvošanu, šķīdumam iztvaicējot ar siltumenerģijas patēriņu;
ežektors - kurā vienlaikus tiek veikti divi cikli: tiešais - ar piegādātās siltumenerģijas pārvēršanu mehāniskajā un reversais - ar mehāniskās enerģijas izmantošanu aukstuma ražošanai.
Ķermeņa temperatūras pazemināšanas procesu sauc dzesēšana. Ir dabiska un mākslīga dzesēšana.
Dabiskā dzesēšanaļauj ķermenim atdzist līdz temperatūrai vidi. Šo dzesēšanu nodrošina auksts ūdens vai gaiss.
To izmanto, lai atdzesētu līdz temperatūrai, kas ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru mākslīgā dzesēšana, ko var veikt, izmantojot jebkuru fizisku procesu, kas saistīts ar siltuma noņemšanu.
Mākslīgo saldēšanu izmanto absorbcijas, kristalizācijas, gāzu atdalīšanas, liofilizēšanas un gaisa kondicionēšanas procesos.
Diezgan zemas temperatūras var sasniegt, izmantojot saldēšanas maisījumus. Ledus un CaCl 2 (līdz 30%) maisījums ļauj sasniegt -55 °C temperatūru. Tomēr dzesēšanai šādā veidā ir nepieciešams daudz ledus un sāls, tāpēc tā izmantošana ir ierobežota.
Mūsdienu saldēšanas iekārtas izmanto vairāku zemas viršanas temperatūras sašķidrināto gāzu (amonjaka, freonu, oglekļa dioksīda u.c.) īpašību, lai iztvaikojot uzņemtu lielu daudzumu siltuma no apkārtējās vides.
Mākslīgo saldēšanu var iedalīt mērens(līdz temperatūrai -100 °C) un dziļi(uz zemāku temperatūru).
Rūpniecībā dziļo dzesēšanu izmanto, lai sašķidrinātu atdalīto gāzi-tvaiku un gāzu maisījumi. Šādā veidā iegūtās gāzes tiek plaši izmantotas ķīmiskajā rūpniecībā: slāpeklis - ķīmiskā mēslojuma ražošanai, skābeklis, metāns un etilēns - minerālskābju ražošanai utt.
Mākslīgās saldēšanas iekārtās tiek veikta nepieciešamā darba šķidruma temperatūras samazināšana. Autors darba šķidruma kopējais stāvoklis saldēšanas iekārtas
Tie ietver gāzi, gāzi-šķidrumu, tvaiku-šķidrumu un adsorbciju (izmantojot cieto fāzi).
Mākslīgo dzesēšanu vairumā gadījumu veic ar divām metodēm:
Zemas viršanas temperatūras šķidrumu iztvaicēšana;
Dažādu iepriekš saspiestu gāzu izplešanās, izmantojot droseļvārstu vai izplešanos.
Kad šķidrumi ar zemu viršanas temperatūru iztvaiko, pēdējie tiek atdzesēti iekšējās enerģijas samazināšanās dēļ.
Drosele ir gāzes izplešanās process, kad tā iet caur saspiešanas ierīci, kā rezultātā samazinās gāzes spiediens. Enerģiju, kas nepieciešama gāzes izplešanās droseles laikā, kad nav siltuma ievades no ārpuses, var iegūt tikai no pašas gāzes iekšējās enerģijas. Droseles efekts(Džoula-Tomsona efekts) ir gāzes temperatūras izmaiņas droseles laikā, ja nav siltuma apmaiņas ar vidi.
Paplašināšanās- tā ir gāzes izplešanās izplešanās mašīnā - paplašinātājā. Savā konstrukcijā šī iekārta ir līdzīga virzuļa kompresoram vai turbokompresoram. Izplešanās laikā gāze atdziest iekšējās enerģijas un ārējā darba samazināšanās dēļ.
Kompresoru saldēšanas iekārtas ir galvenie elektroenerģijas patērētāji uzņēmumos ātri bojājošos pārtikas produktu pārstrādei un uzglabāšanai, kam nepieciešams atrast rezerves energoresursu taupīšanai. Tā kā lielākajā daļā mūsu valsts teritorijas ir raksturīgas garas ziemas ar zemu gaisa temperatūru, ļoti perspektīva energoresursu taupīšanas joma ir plašā dabiskā aukstuma izmantošana. Atzīmēsim vairākas dabiskā aukstuma izmantošanas jomas.
Vienkāršākā un visizplatītākā metode ir tieši pievadīt aukstu gaisu uz dzesēšanas vai pārtikas uzglabāšanas kamerām, kad ārējā gaisa temperatūra ir vienāda vai zemāka par kamerās nepieciešamo. Ārējās sienās ir izveidoti caurumi, lai ar ventilatora palīdzību varētu ievilkt gaisu un izlaist caur ziedlapu ventilatoru. pretvārsts(94. att.). Gaiss tiek izplatīts kamerā caur gaisa vadu ar regulējamiem logiem, kurus automātiski aizver amortizatori, kad ventilators apstājas. Temperatūra kamerā tiek uzturēta ar divu pozīciju temperatūras releju, kas ieslēdz vai izslēdz ventilatoru. Ievietojot neiesaiņotus produktus kamerā pie ventilatora sūkšanas, nepieciešams uzstādīt filtrus gaisa attīrīšanai no putekļiem un mikroorganismiem (piemēram, LAIK SP-6/15 vai LAIK SP-6/15A). Konstatēts, ka telpās, kur relatīvais gaisa mitrums ir 85% vai augstāks, āra gaisu bez mitrināšanas var izmantot kamerās ar nefasētiem produktiem. Citos gadījumos tiek nodrošināta gaisa mitrināšanas sistēma. Ņemot vērā dabiskā aukstuma izmantošanas sezonalitāti, kamerās vēlams apvienot iekārtas dabiskai un mākslīgai dzesēšanai. Strādājot ar mākslīgo dzesēšanu vasarā, atveres korpusos tiek aizvērtas ar siltumizolētām lūkām. Galvenās kartupeļu un dārzeņu masveida audzēšanas jomās uzglabāšanas laiks sakrīt ar stabilas, diezgan zemas āra temperatūras periodu. Šajā sakarā kļūst plaši izplatīta metode produktu uzglabāšanai bez taras aktīvas ventilācijas apstākļos, izmantojot dabisku aukstumu. Ārējais gaiss tiek padots ar ventilatoru mainīga šķērsgriezuma gaisa vadā, kas atrodas zem noliktavas perforētās grīdas (95. att.). Pievadītais gaiss tiek mitrināts, iet caur produktiem no apakšas uz augšu un tiek izņemts no noliktavas caur deflektoru. Ventilators un gaisa mitrinātājs tiek automātiski ieslēgti, pamatojoties uz signālu no diferencētu termostatu sensoriem, kad ārējā gaisa temperatūra ir par 2...3°C zemāka par produkta masas temperatūru. Gaisa mitrināšanu veic ar ūdens tvaiku vai ūdens strūklu. Optimālās gaisa mitruma vērtības pirms iekļūšanas izstrādājumā ir 90% vai vairāk, un īpatnējais gaisa patēriņš uz 1 tonnu produkta ir lielāks par 100 m 3 /h.
Piena rūpniecībā plaši izplatīta ir arī dzesēšanas šķidruma dzesēšana, izmantojot ārējos siltummaiņus vai dzesēšanas torņos. Kā siltummaiņus varat izmantot standarta gaisa dzesētājus ar augstu ribu pakāpi un jaudīgiem ventilatoriem (piemēram, VOG-230), kas uzstādīti ārpus telpām (uz kompresoru darbnīcas jumta). Ņemot vērā dabisko aukstumu izmantojošo siltummaiņu ierobežoto darbības laiku, dzesēšanas šķidruma (ūdens, sālījumu) vispārējai cirkulācijas ķēdei jābūt mobilai un ar slēdžiem dažādiem darbības režīmiem: dzesēšanas šķidruma dzesēšana tikai ar ārējiem siltummaiņiem; ārējo ierīču un iztvaicētāju kopīga darbība saldēšanas iekārta; dzesēšanas šķidruma dzesēšana tikai saldēšanas iekārtas iztvaicētājos. IN ziemas laiks Ledus ūdeni var iegūt dzesēšanas torņos, kad saldēšanas iekārtas ir pilnībā vai daļēji izslēgtas. Attēlā 96. attēlā parādīta dzesēšanas šķidruma dzesēšanas torņa pieslēguma shēma, kas darbojas trīs režīmos: aukstuma uzkrāšanās naktī, dzesēšanas šķidruma cirkulācijas kontūra (dzesēšanas tornis - tvertne - sūknis); dzesēšana tehnoloģiskās iekārtas uzkrātais aukstums un dzesēšanas šķidruma atdzišana dzesēšanas tornī; dzesēšanas šķidruma dzesēšana iztvaicētājā. Parametrs, pēc kura tiek izvēlēta viena vai otra dzesēšanas metode, ir dzesēšanas šķidruma temperatūra, kas nonāk tehnoloģiskajā aparātā.
Standarta GPV tipa dzesēšanas torņi tiek izmantoti, lai ražotu ūdeni ar temperatūru 1...4°C pie ārējā gaisa temperatūras –5°C un zemāk. Plēves dzesēšanas torņu trūkums ir ledus veidošanās uz konstrukcijas elementiem, kas izraisa strauju cirkulējošā gaisa daudzuma samazināšanos un. atdzesēta ūdens temperatūras paaugstināšanās. Šis trūkums ir novērsts Ya10-OU0 instalācijā dabiskai cirkulējošā ūdens dzesēšanai ziemā. Tas nodrošina ūdens dzesēšanu no 10 līdz 5±1°С apkārtējās vides temperatūrā no –5°С un zemāk. Vasarā iekārta funkcionē kā dzesēšanas tornis cirkulācijas ūdens apgādes sistēmā. Periodiskai ledus noņemšanai ir paredzēta atkausēšanas sistēma. Dzesēšanas tornis ir uzstādīts atklātā vietā, lai nodrošinātu brīvu drenāžu no kartera uz akumulācijas bloku, savukārt pacēluma starpība starp kartera drenāžas cauruli un ūdens līmeni akumulācijas blokā ir vismaz 1 m.
Īpašu uzmanību ir pelnījusi ziemas aukstuma uzkrāšanas metode, sasaldējot ledus kaudzes, ļaujot būtisku daļu vasaras laika iztikt bez mehāniskās dzesēšanas, kas ietaupa energoresursus, smērvielas un palielina iekārtu kalpošanas laiku.
Vēl viena rezerves enerģijas taupīšanai dabiskā aukstuma dēļ ir izmantošana gaisa kondensatori, ko var izmantot kā priekškondensatorus kombinācijā ar apvalka un caurules un iztvaikošanas kondensatoriem. IN ziemas periods gaisa priekškondensatori var uzņemties visu siltuma slodzi no iekārtas, savukārt kondensācijas temperatūra var būt patvaļīgi zema, kas ļauj ietaupīt elektroenerģiju aukstuma ražošanai. Dabiskā aukstuma izmantošana dzesēšanai ir neizsmeļams efektīvu tehnisko risinājumu avots, un diezgan augstus tehniskos un ekonomiskos rādītājus var sasniegt, apvienojot divus vai vairākus dabiskās dzesēšanas veidus.
Mūsu iztēlē pats “termofizikas” jēdziens parasti ir saistīts ar siltuma ražošanu, kurināmā sadegšanas efektivitāti un enerģijas ražošanu. Skaidrs, ka Sibīrijas iedzīvotājiem siltums ir svarīgāks par aukstumu. Tomēr aukstuma ražošana ir arī viena no aktuālākajām problēmām termofizikas jomā strādājošajiem zinātniekiem. Un pats ievērojamākais ir tas, ka, lai ražotu aukstumu, viņi ierosina piesaistīt to pašu siltumu!
Domāju, ka daudzi no mums saprot, kāpēc ir nepieciešams ražot aukstumu. Aukstums ir nepieciešams, lai uzglabātu pārtiku, lai izveidotu labvēlīgu mikroklimatu telpās, noteikti ražošanas procesiem. Katram no mums mājā ir ledusskapis, visas parastās sabiedriskās ēkas ir aprīkotas ar gaisa kondicionētāju. Iedomājieties kafejnīcu, veikalu, viesnīcu vai biznesa centru bez gaisa kondicionēšanas, un jūs sapratīsit, ka dzesēšanas sistēma ir ne mazāk svarīga kā apkures sistēma, pat ja mēs runājam par Sibīriju. Ziemā, protams, mums vajag siltumu. Vasarā? Arī vasara mūsu rajonā dažkārt pārspēj karstuma rekordus. Un par dienvidu valstīm nav ko teikt.
Īsāk sakot, mūsdienu komforta parametri un pārtikas uzglabāšanas nepieciešamība kaut kā prasa aukstuma ražošanu. Un jāsaka, ka gadu no gada pieaug nepieciešamība pēc mākslīgā aukstuma gan Krievijā, gan ārzemēs.
Kā tiek ražots aukstums? Mūsdienās ir divi galvenie saldēšanas iekārtu veidi - tvaika kompresijas saldēšanas iekārtas un litija bromīda absorbcijas iekārtas. Pirmais veids mums ir labi zināms – šādi tiek veidoti mūsu sadzīves ledusskapji, kas tiek darbināti ar elektrību. Šādu mašīnu darbība balstās uz izmaiņām dzesētāja - freona (freona) - agregātstāvokļos mehāniskās enerģijas ietekmē. Lai pārveidotu elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, kā mēs zinām, šeit tiek izmantoti kompresori.
Kas attiecas uz otrā tipa saldēšanas mašīnām, to darbības pamatā ir darba pāra vielu - absorbenta un aukstumaģenta - ķīmiskā mijiedarbība un aukstumaģenta agregācijas stāvokļa maiņa siltumenerģijas ietekmē. Citiem vārdiem sakot, šādas mašīnas izmanto siltumu, lai darbotos.
Un šeit mēs nonākam pie vissvarīgākā punkta attiecībā uz otrā tipa saldēšanas iekārtām. Tātad, ja pirmajā gadījumā mums ir nepieciešams tērēt elektrību, lai ražotu aukstumu, tad otrajā gadījumā mēs varam viegli izmantot “papildu” siltumu, kas citos apstākļos ļoti bieži aizlido kanalizācijā (burtiski). Protams, parastie energoresursi - gāze vai mazuts - var kalpot kā apkures avoti šādām mašīnām, bet jūs varat arī pilnībā izmantot tvaiku no katlu mājām, starpproduktu ieguvi no termoelektrostacijām, karsts ūdens, dūmgāzes vai nozaru atkritumu tvaiki. Citiem vārdiem sakot, siltums, kas izdalās atmosfērā, pateicoties absorbcijas mašīnām, ir diezgan piemērots aukstuma ražošanai. Tas ir, šajā gadījumā nav jātērē vērtīgie energoresursi - pietiek saprātīgi izmantot “lieko” siltumu, no kura īpaši daudz rodas tieši vasarā, kad ir jēga atvēsināt telpas.
Jāsaka, ka efektivitāte ir viena no svarīgākajām litija bromīda absorbcijas saldēšanas iekārtu priekšrocībām salīdzinājumā ar tvaiku kompresijas mašīnām. Kā mēs saprotam, elektroenerģijas tarifu pastāvīgā pieauguma apstākļos tas kļūst īpaši svarīgi.
Vēl viena svarīga priekšrocība ir videi draudzīgums, kas saistīts ar aukstumaģentu (freonu) trūkumu, kuru izmantošana daudzās valstīs ir ierobežota saskaņā ar Monreālas un Kioto protokoliem. Šādi ierobežojumi neattiecas uz litija bromīda iekārtām. Šeit izmanto kā absorbentu ūdens šķīdums litija bromīds ir negaistošs un netoksisks, klasificēts kā zemas bīstamības viela.
Vēl viena priekšrocība ir saistīta ar zems līmenis troksnis darbības laikā. Var minēt arī vieglu apkopi, ilgu kalpošanas laiku un ugunsdrošību un sprādzienbīstamību.
Pateicoties šīm priekšrocībām, šādas mašīnas var atrast plašu pielietojumu gan ikdienas dzīvē, gan saimnieciskajā darbībā. To pielietojuma klāsts ir diezgan plašs - no metalurģijas uzņēmumiem, atomelektrostacijām, naftas ķīmijas rūpnīcām - līdz siltumnīcām, daudzdzīvokļu ēkām, tirdzniecības centriem un citiem. sabiedriskās ēkas kur nepieciešams izveidot komfortablu mikroklimatu. Un pats galvenais (mēs vēlreiz uzsveram), šo komfortu var panākt ar minimālās izmaksas elektrība!
Vai mūsu valstī šādas mašīnas tiek izstrādātas? Jā, viņi attīstās! Un viņi to pat ražo. Tieši šādu paraugu, ko izstrādājuši Termofizikas institūta SB RAS speciālisti, ražo Kemerovas reģionā. Turklāt ir svarīgi atzīmēt, ka vietējām automašīnām ir dažas priekšrocības salīdzinājumā ar ārvalstu automašīnām. Piemēram, viņi, kā saka, “pielāgojas” konkrētam patērētājam. Mūsu speciālisti izmanto elastīga sistēma projektēt un veikt montāžu uz vietas. Turklāt viņi var piedāvāt klientiem mašīnu ar ļoti lielu jaudu – līdz 5,3 MW. Turklāt, ņemot vērā sarežģītās realitātes, izstrādātāji ir nodrošinājuši - īpaši ārkārtas situācijās - automātiskās vadības sistēmas dublēšanu ar manuālo sistēmu (izmantojot "pogas").
Tomēr šī individuālā pieeja atklāja arī savas vājās puses. Mēs runājam par tirgus konkurenci ar ārvalstu sērijveida modeļiem (galvenokārt no Ķīnas). Tādējādi ārzemju ražotāji, kas šādas automašīnas “apzīmogo” uz konveijera, var ķerties pie dempinga. Un, ja runājam par ķīniešiem, tad viņi vispār var rēķināties ar valdības atbalstu, iekarojot Krievijas tirgu. Valsts mūsu ražotājiem netaisās palīdzēt (un nepalīdzēs).
Tātad pagaidām runa ir par sērijveida ražošana Mēs nerunājam par vietējām automašīnām. Tas, protams, ir tikai plānos. Tāpēc šobrīd (kas ir ļoti svarīgi) IT SB RAS speciālisti virza savu ideju līdz pilnībai, maksimāli pielāgojoties katra patērētāja vajadzībām. Varbūt šai individuālajai pieejai ir sava priekšrocība. Iespējams, ka tas ir " manuāla montāža» kādreiz kļūs par augstas kvalitātes rādītāju un tiks augstu novērtēts tirgū.
Ir vairāki veidi, kā iegūt mākslīgo aukstumu. Vienkāršākais no tiem ir dzesēšana ar ledu vai sniegu, kura kušanu pavada diezgan liela siltuma daudzuma - 80 kcal / kg (335 kg / kg) - absorbcija, atmosfēras spiedienā ledus un sniegs kūst 0 o C temperatūrā. Praktiski ledus vai sniega atdzesētā telpā, pateicoties siltuma pieplūdumam no ārpuses, gaisa temperatūru var uzturēt tikai 5-8 o C.
Zemāku temperatūru var iegūt, dzesēšanai izmantojot ledus vai sniega maisījumu ar dažādiem sāļiem. Šajā gadījumā ledus vai sniega absorbētajam latentam siltumam pievieno latento siltumu, ko absorbē sāls, kad tas ir izšķīdināts maisījumā izveidotajā ūdenī; tas noved pie maisījuma temperatūras pazemināšanās.
Mākslīgo dzesēšanu var panākt arī, sajaucot ledu vai sniegu ar atšķaidītām skābēm. Piemēram, maisījumam no 7 daļām sniega vai ledus un 4 daļām atšķaidītas slāpekļskābes temperatūra ir -35 o C.
Iepriekš minētās metodes mākslīgā aukstuma iegūšanai ir būtiski trūkumi: ledus vai sniega un sāls sagatavošanas procesu sarežģītība, to piegāde un sajaukšana, automātiskās vadības grūtības, ierobežotas temperatūras iespējas.
Jūs varat arī atdzesēt ķermeņus ar sauso ledu (cieto oglekļa dioksīdu). Saņemot siltumu no atdzesētā ķermeņa, sausais ledus sublimējas, t.i. pāriet gāzveida stāvoklī, apejot šķidro fāzi. Sausā ledus sublimācijas temperatūra pie atmosfēras spiediena ir -78,9 o C; Turklāt katrs tā kilograms no apkārtējās vides absorbē 137 kcal siltuma.
Mākslīgā aukstuma ražošanas mašīnas metodei ir ievērojamas priekšrocības: viegla automatizācija, ievērojama dzesēšanas iekārtas apkopes vienkāršība, iespēja iegūt zemāku temperatūru dzesējamos objektos.
Saldēšanas iekārtas darbība balstās uz dažādiem principiem, no kuriem šobrīd visizplatītākais šķidro ķermeņu viršana (iztvaicēšana)..
Šķidruma viršanas un kondensācijas punkti ir spiediena funkcija; un jo zemāks spiediens, jo zemāka viršanas temperatūra. Vielas, kuras bieži izmanto kā aukstumaģentus augsts asinsspiediens un to var sašķidrināt apkārtējās vides temperatūrā. Šī šķidruma iztvaikošana zemā spiedienā notiek temperatūrā, kas ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru.
Visizplatītākie aukstumnesēji ir amonjaks, oglekļa dioksīds, sēra dioksīds, propāns un freoni.
Tālāk ir norādītas kā aukstumaģentus izmantoto vielu viršanas (iztvaikošanas) temperatūras atmosfēras spiedienā (K):
Amonjaks. . . . . . . . . . . . . . . 239.9 Etilēns. . . . . . . . . . . . 168,0
Oglekļa dioksīds. . . . . . . . . . . 194,7 Metāns. . . . . . . . . . . . 111.7
Sēra dioksīds. . . . 263.1 Skābeklis. . . . . . . . . 90.2
Metilhlorīds. . . . . 249,5 Slāpeklis. . . . . . . . . . . . . . 77.4
Freons-22. . . . . . . . . . . . . 243.8
Samazinātais spiediens, kas nepieciešams, lai izveidotu zemu viršanas temperatūru, tiek uzturēts, izsūcot radušos tvaikus ar kompresoru. Vārīšanās (iztvaikošanas) laikā visi ķermeņi uzņem ievērojamu daudzumu siltuma no apkārtējās vides, kā rezultātā temperatūra vidē pazeminās. Vielas iekšējās enerģijas izmaiņas iztvaikošanas laikā notiek, palielinoties tās tilpumam un šīs vielas molekulu kinētiskajai enerģijai pārejas laikā no šķidrs stāvoklis tvaika stāvoklī.
Mašīnas dzesēšanas metode var būt balstīta arī uz adiabātisks(bez siltuma padeves un noņemšanas) saspiestās gāzes izplešanās Kad saspiesta gāze izplešas, tās temperatūra ievērojami pazeminās, jo ārējais darbs šajā gadījumā tiek veikts uz gāzes iekšējās enerģijas rēķina. Gaisa saldēšanas iekārtu, virzuļa, turbīnas vai rotācijas tipa izplešanās mašīnu darbība balstās uz šo principu.
Mākslīgo dzesēšanu var panākt, izmantojot gāzu desorbcija no šķīdumiem vai cietvielas. Daudzas gāzes labi šķīst šķidrumos, piemēram, amonjaks ūdenī, oglekļa dioksīds spirtā. Gāzu šķīdība šķidrumos palielinās, palielinoties spiedienam, proporcionāli šim spiedienam.
Gāzes izdalīšanos no šķidruma, tāpat kā iztvaikošanu, pavada straujš tilpuma pieaugums un šķīdināšanas siltuma noņemšana. Šo procesu izmanto amonjaka iesmidzināšanas absorbcijas dzesēšanas ciklos un atvērtā cikla saldēšanas sistēmās, kurās izmanto oglekļa dioksīda šķīdumus etilspirtā.
Porainas cietas vielas ar attīstītu virsmu, ko sauc par adsorbentiem, absorbē gāzes. Gāzu adsorbcija ar cietām vielām palielinās, palielinoties spiedienam. Samazinoties spiedienam, notiek gāzes desorbcija, ko papildina siltuma noņemšana. Saldēšanas praksē tiek izmantots amonjaka absorbcijas process ar kalcija hlorīdu un silikagelu.
Var iegūt zemu temperatūru termoelektriskā metode (Peltjē efekts). Termoelektriskās parādības izraisa saikne starp termiskiem un elektriskiem procesiem. Ja līdzstrāva tiek piegādāta termopārim (slēgta divu atšķirīgu vadītāju ķēde), tad viens no savienojumiem uzsilst, bet otrs atdziest. Mainoties strāvas virzienam, mainīsies arī krustojumu apkure - uzkarsētais atdzisīs, bet aukstais uzkarsīs. Peltjē efektu izraisa elektronu plūsmas pārejas īpatnības caur atšķirīgu metālu savienojuma virsmu. Šī parādība tika atklāta tālajā 1834. gadā, bet praktiska nozīme sen nav bijis.
Šobrīd Peltjē efektu izmanto mājas elektriskajos ledusskapjos un telpu kondicionieros ar termopāriem, kas izgatavoti no dažādiem pusvadītājiem.
IN Nesen Pusvadītāju termoelementi ir kļuvuši plaši izplatīti. Attēlā 2-10 parādīts šāds elements, ieskaitot pusvadītājus 1 un 2 un vara plāksnes 3.
Rīsi. 2-31. Pusvadītāju siltuma elements:
a – diagramma; b – termoelements; c – dzesēšanas efekta DT max atkarība no karstā savienojuma temperatūras; 1, 2 – pusvadītāji; 3 – vara plāksnes
Pusvadītāji (metālu oksīdi, sēra savienojumi, ķīmiskie savienojumi - germānija, silīcijs, telūrs, selēns, kā arī to savienojumi) ir plaša vielu klase, kas ieņem starpposmu elektrovadītspējas ziņā starp vadītājiem un izolatoriem.
Magneto-kaloriju efekts, pamatojoties uz cieto vielu (paramagnētisko vielu) demagnetizāciju, izmanto tikai tad, ja nepieciešams iegūt temperatūru, kas ir tuvu absolūtai nullei.
Vortex metode (Ranque efekts). Attēlā 2-32 parādīta Ranque virpuļcaurules konstrukcijas shēma, kas sastāv no korpusa 3 ar sprauslu 4 un diafragmu 5 , aukstās caurules 6 un silts 2 plūsmas un vadības drosele 1 .
Rīsi. 2-32. Ranque caurule
Vortex caurule darbojas šādi. Ja gāzi ar temperatūru T 1 un spiedienu P 1 tangenciāli izlaiž cilindriskā caurulē caur sprauslu, kurā gāze izplešas līdz spiedienam P 2 un paātrina ātrumu W, tad šajā caurulē, rotējot, plūsma sadalīsies divās plūsmās. ar dažādām temperatūrām T x un T g, un T x T 1 T g Aukstā plūsma ar temperatūru T x caur diafragmu 5 ieiet tālrunī 6 , un siltā plūsma ar temperatūru T g tiek noņemta caur cauruli 2 un droseļvārstu 1 .