Некоторые термины и понятия, необходимые для изучения рабочих процессов холодильных машин

Теоретические основы работы холодильных машин приведены в параграфах 1.6 и 5.6. Здесь рассмотрим некоторые понятия и определения, которые относятся к холодильной технике.

Холод. В первую очередь, необходимо остановиться на термине «холод». Такого термина в термодинамике нет. Это условное понятие, которое следует трактовать как создание потенциальной возможности восприятия соответствующего количества теплоты на температурном уровне ниже температуры окружающей среды.

Таким образом, холод — это теплота, температурный уровень которой ниже температуры окружающей среды.

В обратных циклах всегда существуют два источника теплоты: источник низкой температуры (И1ГГ) и источник высокой температуры (ИВТ).

Источник низкой температуры — это тело или среда, от которых теплота отводится. К таковым можно отнести: охлаждаемый продукт или вещество в технологическом процессе; промежуточный теплоноситель (хладоносигель, хладагент), например раствор соли в воде (рассол); воздух в охлаждаемой камере и т. д. Температура ИНТ при отводе от него теплоты может быть постоянной или переменной.

Источник высокой температуры — это тело или среда, к которым теплота подводится. К таковым относятся нагреваемое тело или промежуточный теплоноситель, окружающая среда и т. д. Температура ИВТ также может быть постоянной (например, окружающая среда) или переменной (например, нагреваемая вода).

Окружающая среда. В термодинамической теории большое значение имеет понятие «окружающая среда». По отношению к холодильной и криогенной технике окружающая среда характеризуется прежде всего тем, что ее параметры не зависят от работы холодильной машины или какой-либо системы. Для этого окружающая среда должна обладать большой теплоемкостью^[1]. В этом случае любое воздействие на нее вызывало бы настолько малые изменения температуры, что ими можно пренебречь. В реальных условиях примерами такой среды могут служить атмосферный воздух, вода крупных водоемов, горные породы, грунт и т. д.

Кроме того, параметры окружающей среды должны находиться в состоянии полного термодинамического равновесия. Например, параметры атмосферного воздуха постоянно меняются, но для инженерных расчетов этим можно пренебречь. Дополнительной характеристикой окружающей среды является возможность реализации теплообмена между рабочим веществом обратного цикла и окружающей средой без существенных затрат.

Обратный цикл. Перенос теплоты от ИНТ к И ВТ осуществляется с помощью рабочего вещества — хладагента (холодильного агента). Термодинамические и физические свойства хладагента оказывают значительное влияние на показатели обратных циклов. Холодильный агент совершает обратный цикл за счет механической или другого вида энергии. Различают три разновидности обратных циклов: холодильный цикл, цикл теплового насоса, а также комбинированный (теплофикационный) цикл.

• [1] Нс следует смешивать понятия «теплоемкость» (термодинамической системы, кДж/К)и «удельная теплоемкость» (вещества, кДжДкгК)).