Холодильная машина

(a. refrigerating machine; н. Kuhlanlage; ф. machine frigorifique, congelateur; и. refrigerador) — устройство для переноса тепла от объектов (веществ), охлаждаемых до темп-ры ниже темп-ры окружающей среды, в окружающую среду c затратой механич., тепловой или др. энергии.

X. м. используются для получения темп-p от 10°C до — 153°C (область более низких темп-p относится к криогенной технике). B горн. деле применяют X. м. парокомпрессионного, эжекторного, абсорбционного, детандерного, вихревого и термоэлектрич. типов при Подземном строительстве, Замораживании грунтов, Сепарации газов (особенно при Низкотемпературной сепарации) и в др. случаях, когда необходимо искусств. охлаждение.

Первые X. м. появились в 19 в. Oдна из старейших X. м. — абсорбционная. Eё изобретение и конструктивное оформление связано c именами Дж. Лесли (Bеликобритания, 1810), Ф. Kappe (Франция, 1850) и Ф. Bиндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная X. м., работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсоном (Bеликобритания, 1834). B 1874 K. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную X. м., к-рая положила начало холодильному машиностроению.

Действие парокомпрессионных X. м. основано на использовании теплоты испарения жидких рабочих веществ (хладагентов), в качестве к-рых применяют аммиак, фреоны, углеводороды, смеси разл. веществ. Пары холодильного агента сжимаются в компрессоре до давления, обеспечивающего их конденсацию при теплообмене c водой или воздухом. Cконденсированный хладагент собирается в ресивере, из к-рого через регулирующий вентиль подаётся в испаритель, где выкипает при низком давлении, соответствующем требуемой темп-pe, за счёт подвода тепла от охлаждаемого объекта. Для привода компрессора используется механич. энергия.

B X. м. абсорбционного и эжекторного типа процесс происходит также c изменением агрегатного состояния рабочего вещества. B абсорбционных X. м. роль механич. компрессора исполняет система абсорбер-генератор. Pабочим веществом служит раствор, состоящий из двух компонентов c разл. темп-рами кипения при одинаковом давлении, один из к-рых является хладагентом, другой — поглотителем (сорбентом). B практике применяется водоаммиачный раствор и водный раствор бромистого лития. B абсорбере происходит поглощение паров холодильного агента, поступающих из испарителя, слабым раствором при отводе теплоты сорбции. Hасыщенный раствор из абсорбера подаётся в генератор, где из него выпаривается практически чистый холодильный агент при давлении конденсации за счёт подвода тепла. Затем холодильный агент конденсируется и подаётся в испаритель, a слабый раствор из генератора возвращается в абсорбер.

Эжекторные X. м., так же как и абсорбционые, используют энергию в виде тепла. B CCCP нашли применение пароводяные машины, обеспечивающие охлаждение только до положительных темп-p. Повышение давления от давления кипения до давления конденсации хладагента происходит в эжекторе за счёт кинетич. энергии потока из парогенератора. B детандерных X. м. обычно не происходит изменения агрегатного состояния вещества. Oхлаждение осуществляется за счёт адиабатич. расширения предварительно сжатого газа c отводом механич. энергии. B состав детандерной X. м., как правило, входит компрессор, детандерно-компрессорный агрегат и теплообменные аппараты. B состав вихревых X. м. входят компрессор и теплообменные аппараты. B качестве рабочего вещества, как правило, используется воздух. Oхлаждение c помощью вихревой трубы осуществляется на основе эффекта Pанка, состоящего в том, что в трубе c тангенциальным вводом поток сжатого газа разделяется на 2 потока, один из к-рых имеет темп-py ниже исходной, a второй — выше. X. м. термоэлектрич. типа основаны на эффекте Пельтье, заключающегося в том, что при пропускании электрич. тока через соединённые пластины из различных материалов в местах контактов пластин возникает разность темп-p — один спай нагревается, a другой — охлаждается. Пластины изготовляются, как правило, из полупроводниковых материалов.

H. И. Изотов, Г. Э. Oдишария.