WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Холодильник - Реферат

Холодильник - Реферат

льоду на поверхні теплообміннику типу "рідина-рідина". Врахуємо, що оптимальний (енергетично) перепад температур в такому теплообміннику між рідиною, що віддає теплоту (молоко), і рідиною, що сприймає теплоту (холодоносій), становить біля 2°С. Тобто, в цьому випадку холодоносій повинен мати температуру біля 0.7 °С. Виникає рішення відносно організації циркулювання льодяної води (води, попередньо охолодженої відповідною холодильною установкою, без наморожування льоду, до температури біля 3-4 °С) через резервуар з лускоподібним льодом. Таким чином, за рахунок теплоти танення льоду, можливо одержимо холодоносій - льодяну воду із необхідною температурою біля 0.5 - 1°С. Реально таке технічне рішення не приведе до одержання холодоносія з необхідною температурою, хіба що у першіхвилини проходження води через резервуар, повністю заповнений лускоподібним чи подрібненим льодом. Причиною цього є аномалія в залежності густини льодяної води від температури - ця густина збільшується із підвищенням температури, досягаючи максимуму біля 4 °С, лід завжди тут більш легкий, ніж вода. Тому, як тільки частина льоду у резервуарі розтане, він почне спливати доверху, окремі частинки льоду почнуть змерзатись у більші за розміром та масою. А відносно тепліша льоду вода має при цьому потонути на дно як така, що має більшу густину. У науковій літературі це явище дістало назву ефекту "різнонаправленої дії підйомної архімедової сили та градієнту температур", бо дійсно, архімедова сила, що підіймає лід і воду нульової температури, направлена вверх, а градієнт (перепад) температур направлений донизу, туди , де знаходиться найбільш важка вода із температурою до 4 °С. Як результат цього ефекту - лід тане дуже повільно, забрати наявний в ньому (акумуляторі) холод за наперед заданий відрізок часу важко. Більш того, очевидно, що льодяною водою з температурою біля 3-4 °С неможливо охолодити іншу рідину до необхідних 2.7 °С. Різноманітні перегородки, сітки в акумуляторах - резервуарах, організація перемішування льодо-рідинної суміші по всьому об'єму акумулятора суттєвого ефекту не дають, або потребують додаткових енерговитрат, що нівелюють ефекти застосування самої акумуляції холоду.
З іншого боку, при застосуванні рідинних акумуляторів, тобто із холодоносієм у вигляді льодяної води чи рідкого розсолу, легко одержати необхідну холодопродуктивність акумулятора шляхом регулювання витрат холодоносія в його розгалуженій гідравлічній мережі. Застосування тут частотних перетворювачів електричного струму для подальшого регулювання числа обертів електродвигуна насоса, його продуктивності посилює позитивні аспекти використання рідинних акумуляторів.
Історично склалось так, що свого часу проектувались і функціонують зараз рідинні акумулятори- резервуари витискувального та випорожнювального типів відносно просторового розділення контурів циркуляції та процесів змішування охолодженого й отепленого холодоносія. Так в акумуляторі-резервуарі витискувального типу холодоносії з різною температурою розділені перегородкою, переливаючись через яку, один з них витискує інший, у відповідній мірі змішуючись один з одним. Найчастіше такі акумулятори є акумуляторами - резервуарами з відкритою (до атмосфери) поверхнею холодоносія. Акумулятори випорожнювального типу характерні для замкнутих та закритих систем циркуляції холодоагенту (без розриву течії). З іншого боку, для зарядження таких акумуляторів холоду можна використовувати як природний, так і штучний холод. Тому частіше передбачається просторове розділення джерела холоду та акумулятора - резервуара.
Принципові можливості стабілізації температури холодоносія, що направляється до споживача холоду, можливості регулювання витрат холодоносія за стабільних умов роботи холодильної установки, можливості достатньо надійної автоматизації роботи всіх елементів холодильної установки у процесах "зарядки", "розрядки" акумулятора холоду дає охолоджуюча система із незалежною циркуляцією отепленого та охолодженого холодоносіїв. Тут можливо заздалегідь "зарядити" два із трьох резервуарів, а в третій порожній зливати отеплений холодоносій після теплообмінних апаратів. В робочому ж циклі акумулятора кожний із резервуарів по черзі знаходиться в одному із наступних станів:
- "зарядки", коли холодоносій в резервуарі охолоджується від температури на виході із теплообмінного апарата до температури, необхідної на його вході;
- "роботи", коли холодоносій із "зарядженого"резервуара подається в технологічні апарати;
- "чекання", коли резервуар заповнюється отепленим холодоносієм із технологічних апаратів.
Наприклад, коли резервуар після закінчення стану "робота" опорожниться повністю, переключення системи вентилів та насосів переводить його до стану "чекання" і т.д.
Автоматизована система роботою охолоджуючої системи управляє насосами, вентилями із електроприводом за сигналами регуляяторів температури у резервуарах, системи термометрів, трьохпозиційних сигналізаторів рівня холодоносія у резервуарах, сигналізаторів тиску у трубопроводах, а також приладів ручного управління. Відповідний алгоритм управління розроблено до рівня електронної інтегральної схеми (мікропроцесора). Нерівномірність температури холодоносія, що подається із "зарядженого" акумулятора-резервуара, може виникнути за рахунок стратифікації холодоносія по висоті резервуара. Але, якщо резервуар теплоізолювати зовні, а внутрішня стінка резервуара виготовлена із теплопровідного матерілу, то за рахунок природної конвекції температура холодоносія вирівняється по всьому об'єму.
Кількість резервуарів може бути збільшена, що дає ряд технологічних переваг, але збільшує необхідну кількість насосів, вентилів тощо. Необхідні об'єми акумуляторів розраховуються, виходячи із найбільш напруженого плану виробництва, необхідних витрат холодоносія протягом доби, гідравлічних характеристик контурів його циркуляції, характеристик теплообмінних апаратів тощо. Але заздалегідь ясно, що такі об'єми будуть достатньо великі - чи знайдуться на підприємстві відповідні площі для його розміщення. Образно цю проблему формулюють так - "чи можливо сховати великого слона за маленьким деревом"?. Наприклад, ряд міст Європи мають акумулятори теплоти в системах з тепловими насосами для теплопостачання окремих масивів житлових будинків. Об'єми акумуляторів становлять декілька сотень тисяч кубічних метрів, їх створюють в ущелинах між скелями, або будують під землею. В них улітку зливають теплу воду (фонтани, дощова вода, річна вода тощо) з тим, щоб зимою використовувати накопичену таким чином теплоту.
Loading...

 
 

Цікаве