Холодильные машины виды устройство принцип действия применение

Выбор и эксплуатация

Главное — использовать приборы в режимах, не превышающих номинальные значения. Тогда никаких дефектов и проблем появиться не должно.

Обратите внимание. Электрохимические процессы диэлектрика — главная причина старения основных элементов при воздействии постоянного напряжения

Причина — постоянный ноль, увеличение влажности и температуры в окружающей среде. Вид диэлектрика, конструктивное исполнение определяют, как поведёт себя то или иное устройство в этих условиях.

Ионизационные процессы станут причиной старения в случае с переменным напряжением, импульсными режимами.

Защищённые керамические конденсаторы считаются наиболее прочными и надёжными моделями из всех. Либо стоит отдавать предпочтение оксидно-полупроводниковым вариантам. Каждый из них гарантирует максимальный срок службы.

Со временем любой конденсатор теряет ёмкость. Это нормальный процесс, проходящий в оборудовании. Поэтому не рекомендуется размещать устройства с другими предметами, которые подвержены сильному нагреву. Электролиты могут стать слабым местом для любой электроники. Качество детали во многом зависит от того, какого выбрать производителя. Но такая проблема заслуживает отдельного разговора.

5 — 9 классы
Физика
8 баллов

найти емкость воздушного конденсатора если площадь 120 см а расстояние 5мм

Попроси больше объяснений
Следить
Отметить нарушение

Ilsur1 01.03.2013

Типы конденсаторов

Выносные воздушные конденсаторы бывают разными. Их разделяют на категории по ряду критериев:

уровню шума;
используемому хладагенту;
производительности установки;
типу используемых вентиляторов (центробежные, осевые);
количеству вентиляторов в установке;
по расположению теплообменника и направлению нагнетания, всасывания воздуха.

По расположению теплообменников устройства бывают четырех типов: горизонтальными, вертикальными, V-образными, комбинированными.

От конструкции зависит нагнетание и всасывание воздуха в системе. Установки бывают классическими (стандартными) по уровню шума, а также малошумными. Последнее поколение выносных воздушных конденсаторов включает также сверхмалошумные модели.

Реактивное сопротивление конденсатора

Конденсатор не обладает классическим омическим сопротивлением. Если к конденсатору приложить фиксированное напряжение, что ток через него течь не будет (за исключением совсем небольшого тока утечки). Но если к конденсатору приложено переменное напряжение, то за счет периодической зарядки и разрядки пластин, в цепи появится ток.

При чем ток через конденсатор не зависит от напряжения в текущий момент, а зависит от скорости изменения напряжения, то есть от производной функции зависимости напряжения от времени. Так, если на конденсатор подано синусоидальное напряжение, то ток будет иметь форму косинуса. Именно благодаря такому фазовому сдвигу на конденсаторе не рассеивается тепловая энергия.

Кстати отсутствие рассеивания тепловой энергии на конденсаторе является некоторой иллюзией. Во-первых, через конденсатор протекает ток, этот ток протекает также через цепи питания, провода и нагревает их. Во-вторых, у самого конденсатора есть внутреннее сопротивление пластин и выводов. На нем тоже выделяется тепло. У всех конденсаторов есть ограничения по максимальному току, особенно это характерно для электролитических конденсаторов, которые обладают большой емкостью и большим сопротивлением пластин (помните, что в электролитических конденсаторах одной из пластин является электролит, который ток проводит довольно плохо). Превышение этого тока приводит к нагреву конденсатора, снижению надежности, старению, пробою или отгоранию проводников.

Если рассматривать синусоидальное напряжение и оперировать понятиями действующего напряжения и тока, то можно написать формулу, напоминающую закон Ома для резисторов. [Действующий ток через конденсатор] = [Действующее напряжение на конденсаторе] / [Z], где [Z] = 1 / (2 * ПИ * [Частота напряжения] * [Емкость конденсатора]). Эта формула полезна при расчете конденсаторных делителей переменного напряжения и фильтров высших и низших частот.

Суперконденсаторы

Суперконденсатор также известен как ультраконденсатор или конденсатор с двойным электрическим слоем. Эти конденсаторы изготовлены с тонким разделителем электролита, который окружен ионами активированного угля. Он отличается от обычного конденсатора тем, что емкость суперконденсатора очень высока и составляет порядка миллифарад при диапазонах напряжения от 2,3 В до 2,75 В.

Суперконденсаторы делятся на три типа в зависимости от конструкции электродов, к которым они относятся.

Двухслойные конденсаторы: у этих конденсаторов есть угольные электроды или их производные.
Псевдоконденсаторы: эти конденсаторы имеют электроды из оксида металла или проводящего полимера.
Гибридные конденсаторы: эти конденсаторы имеют асимметричные электроды.

Суперконденсаторы в основном используются в устройствах, где требуется очень большое количество циклов заряда/разряда, где требуется длительный срок службы, и где требуется большое количество энергии за короткое время. Эти суперконденсаторы обычно используются как временный источник питания, вместо аккумулятора.

Устройства воздушного охлаждения

Воздушный конденсатор водяного охлаждения состоит из нескольких узлов. В его конструкцию входят:

теплообменник;
вентилятор;
электродвигатель.

Для изготовления теплообменника часто используют металлические трубки диаметром в 6 или 19 мм. Благоприятно воздействует на работу системы их оребрение с шагом в 1,5–3 мм. В качестве основного материала используется медь, которой свойственны высокие показатели теплопроводности. Оребрение же – алюминиевое.

И также свои особенности имеет движение воздуха в теплообменнике. Наиболее распространенный агент фреон поступает в систему сверху, где начинает интенсивно охлаждаться, растекаясь вниз. Заняв 90% полезной площади теплообменника, фреон достигает привычной нормы температур.

Для чего нужен

Эти устройства отличаются также широкой сферой применения. Вот лишь некоторые допустимые варианты:

Хранение аналоговых сигналов.
Сохранение цифровых данных.
Сфера телекоммуникационной связи. В этом случае главная функция — регулировка частоты, настройка профессионального оборудования.
Использование при создании различных источников питания.
Сглаживание выпрямленного напряжения на выходе устройств. Другой вопрос — в чём измеряется ёмкость конденсаторов.

Ещё одна возможная функция — генерация высокого напряжения, которое во много раз больше по сравнению с входными параметрами. Конденсаторы могут быть отличным хранилищем для электронов. Даже при отключении цепи от заряда энергия продолжает сохраняться внутри, на протяжении длительного времени.

Принцип работы драйкулера

Пластинчатый теплообменник. Может иметь V-образную, горизонтальную или вертикальную форму. Чаще всего производится из алюминия или меди. Эффективная теплопередача обеспечивается благодаря высокому числу ребер, и, как следствие — большой площади поверхности теплообменника.
Один или несколько вентиляторов. Большинство драйкулеров оснащаются осевыми крыльчатками охлаждения с радиусом от 200 до 350 мм. В больших устройствах с V-образными теплообменниками допускается использование вентиляторов диаметром до 1000 мм. Кроме того, в промышленных системах охлаждения высокой производительности могут применяться центробежные вентиляторы.
Защитное и регулирующее автоматическое оборудование, отвечающее за поддержание необходимой температуры теплоносителя и изменение числа оборотов вентиляторов.
Нагретый теплоноситель (обычная вода или незамерзающий раствор) подаётся на вход драйкулера, где его температура снижается до температуры уличного воздуха. Уровень охлаждения может регулироваться с помощью изменения числа оборотов вентиляторов. Подача жидкости производится с помощью циркуляционного насоса. После этого холодный теплоноситель подаётся обратно на охлаждаемое оборудование, а затем цикл повторяется.

В чем измеряется емкость конденсатора

Одной из важнейших характеристик конденсатора является его емкость. Данный параметр определяется количеством электроэнергии, накапливаемой этим прибором. Накопление происходит в виде электронов. Их количество, помещающееся в конденсаторе, определяет величину емкости конкретного устройства.

Для измерения емкости применяется единица – фарада. Емкость конденсатора в 1 фараду соответствует электрическому заряду в 1 кулон, а на обкладках разность потенциалов равна 1 вольту. Эта классическая формулировка не подходит для практических расчетов, поскольку в конденсаторе собираются не заряды, а электроны. Емкость любого конденсатора находится в прямой зависимости от объема электронов, способных накапливаться при нормальном рабочем режиме. Для обозначения емкости все равно используется фарада, а количественные параметры определяются по формуле: С = Q / U, где С означает емкость, Q – заряд в кулонах, а U является напряжением. Таким образом, просматривается взаимная связь заряда и напряжения, оказывающих влияние на способность конденсатора к накоплению и удержанию определенного количества электричества.

Для расчетов емкости плоского конденсатора используется формула: в которой ε = 8,854187817 х 10 -12 ф/м представляет собой постоянную величину. Прочие величины: ε – является диэлектрической проницаемостью диэлектрика, находящегося между обкладками, S – означает площадь обкладки, а d – зазор между обкладками.

Интеграция систем охлаждения и отопления для эффективной работы

Общий вид холодильной машины с интегрированным теплонасосом

Для небольших магазинов (площадью до 800 м2) в основном хладагентом является гидрофторуглерод (R-404A). Для обеспечения теплотой в зимнее время применяются такие варианты: утилизация тепла конденсации, использование воздушного теплового насоса или геотермального и другие.

Для супермаркетов и гипермаркетов применяются холодильные установки, работающие на диоксиде углерода. Поэтому целесообразно для снижения потребления электроэнергии по сравнению с применением электрического котла использовать воздушный тепловой насос, который позволит отапливать помещения при температуре наружного воздуха до –30 °C.

Разработки по интеграции теплового насоса в холодильную систему ведутся компаниями «Лэнд» и «Данфосс». Подобранный на максимальную производительность тепловой насос обеспечивает холодоснабжение супермаркета.

Использование насоса для тепла позволит снизить энергопотребление на 50% по сравнению с электробогревом. Комбинированная установка холодоснабжения и отопления магазина – это надёжный и эффективный метод энергоэкономии в торговой сети. Система позволит оптимизировать режимы работы супермаркета, уменьшить время оттайки и снижает эксплуатационные затраты. Экономическая выгода при эксплуатации очевидна.

Теперь знаете системы охлаждения и принцип работы холодильной установки на должном уровне. Советую посмотреть следующее видео по принципиальной схеме установки для получения холода:

Использованные материалы

Холодильные установки. Учебник для студентов вузов. Курылев Е.С., Оносовский В. В., Румянцев Ю. Д. — 3-е изд., СПб.: Политехника, 2007 г. — 576 с.
Современные энергоэффективные системы холодоснабжения. http://promholod.land-group.ru/gruppa-kompanij-lend/novosti/i/289/
Научно-технический и информационно-аналитический журнал “Холодильная техника”, N1-2, 2020 г., Москва, ООО «Вива-Стар», http://www.holodteh.ru

Реальный цикл охлаждения

Рис. 4. Изображение цикла реального сжатия на диаграмме «Давление – теплосодержание»

В действительности в результате потерь давления, возникающих на линии всасывания и линии нагнетания, а также в клапанах компрессора, цикл охлаждения изображается на диаграмме несколько иным образом (рис. 4).

CʹL — потери давления при всасывании в компрессор;

MD — потери давления при выходе из компрессора;

HDHCʹ — теоретический термический эквивалент сжатия;

HDʹHCʹ — реальный термический эквивалент сжатия;

CʹD — теоретическое сжатие;

LM — реальное сжатие.

Из-за потерь давления на входе (участок Сʹ — L) компрессор должен производить всасывание при давлении ниже давления испарения.

С другой стороны, из-за потерь давления на выходе (участок М — Dʹ) компрессор должен сжимать парообразный хладагент до давлений выше давления конденсации.

Необходимость компенсации потерь увеличивает работу сжатия и снижает эффективность цикла.

Помимо потерь давления в трубопроводах и клапанах на отклонение реального цикла от теоретического влияют также потери давления в процессе сжатия.

Во-первых, процесс сжатия в компрессоре отличается от адиабатического. Поэтому реальная работа сжатия оказывается выше теоретической, что также ведет к энергетическим потерям.

Во-вторых, в компрессоре имеются чисто механические потери, приводящие к увеличению потребляемой мощности электродвигателя компрессора и увеличению работы сжатия.

В-третьих, из-за того что давление в цилиндре компрессора в конце цикла всасывания всегда ниже давления пара перед компрессором (давление испарения), происходит уменьшение производительности. Кроме того, в компрессоре всегда имеется объем, не участвующий в процессе сжатия, например, объем под головкой цилиндра.

Процессы, происходящие в конденсаторе

При подключении прибора к переменному или постоянному току в нем будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором. Так как между его обкладками находится диэлектрик, цепь фактически разомкнута.

Переменный ток , за счет того что периодически меняет направление, может проходить через конденсатор. При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается электроэнергия, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическая энергия возвращается обратно в сеть. В цепи переменного тока, конденсатор обладает кроме активного сопротивления, еще и реактивной составляющей

Кроме того, в конденсаторе, ток опережает напряжение на 90 градусов, это важно учитывать, при построении векторных диаграмм

Накопление энергии в конденсаторе

На схеме показан конденсатор с большой емкостью для медленного течения разряда. Можно взять лампочку от фонарика и проверить работу схемы. Такую лампочку можно найти в любом магазине электротоваров. Когда переключатель SA находится во включенном состоянии, то конденсатор получает заряд от батареи через резистор. Процесс изображен на рисунке.

Напряжение повышается по кривой-экспоненте. Ток отражается на графике в зеркальном виде, и имеет обратную зависимость от напряжения. Только в самом начале он подходит для приведенной формулы.

В формуле τ = R*C величины умножаются, итог получается в секундах. Это количество времени нужно для заряда уровня 36,8% от источника. Чтобы зарядить конденсатор полностью, нужно время = 5*т.

Если в формулу ставить емкость в мкФ, сопротивление в Ом, то время будет в микросекундах. Для нас удобнее секунды. На схеме емкость 2000 мкФ, сопротивление 500 Ом, время получается т = R * C = 500 * 2000 = 1000000 микросекунд. Это равнозначно одной секунде. В итоге, чтобы конденсатор получил полный заряд, необходимо время 5 секунд.

После этого времени переключатель переводим вправо, конденсатор разряжается по лампочке. Будет видна вспышка разряда конденсатора. Время, необходимое для разряда вычисляется величиной «т».

По схеме можно убедиться в вышеописанном утверждении.

При замыкании переключателя лампа вспыхивает — конденсатор получил заряд по лампочке. На графике видно, что в момент включения значение тока наибольшее, с течением заряда ток снижается до полного прекращения. При качественном конденсаторе и небольшой степенью саморазряда включение не выдаст вспышку лампы. Чтобы лампа снова вспыхнула, нужно разрядить конденсатор.

Любой проводник создает вокруг себя электрическое поле. Электрическое поле можно описать с помощью такой величины, как электрический потенциал. В каждой точке пространства потенциал имеет какое-то значение. Потенциал на бесконечном расстоянии равен нулю. Приближаемся мысленно от бесконечности к проводнику. Чтобы пробиться к проводнику, необходимо совершить работу. Эта работа идет на увеличение потенциальной энергии пробного заряда.

Максимальное значение потенциальная энергия достигнет тогда, когда мы вплотную подойдем к проводнику. После проникновения внутрь проводника, потенциальная энергия перестает меняться. Если мы разделим потенциальную энергию на величину пробного заряда, то получим электрический потенциал.

Потенциал проводника зависит от заряда. Если мы удвоим заряд проводника, то потенциал так же удвоится. Потенциал проводника прямо пропорционален заряду, который несет на себе этот проводник. Отношение заряда проводника к потенциалу является характеристикой проводника, называется электрической емкостью.

Чтобы понять это определение электроемкости, представим себе высоту жидкости в сосуде, имеющим широкое дно. Высота жидкости будет мала, то есть, потенциал мал. Если сосуд узкий и высокий, то такое же количество жидкости приведет к тому, что уровень жидкости будет высоким.

Варианты конденсаторов по применению

Виды конденсаторов названы по типу диэлектрика:

бумажные и металлобумажные;
электролитические;
алюминиевые;
танталовые;
полимерные;
плёночные;
керамические;
воздушные.

Бумажные и металлобумажные

Диэлектриком является специальная бумага, которая разделяет собой фольгированные обкладки. Данные типы конденсаторов применяют в электронных цепях, как низкой, так и высокой частоты. Детали, где используют вместо фольги бумагу с вакуумным напылением металла, называют металлобумажными.

Электролитические

В отличие от бумажных типов, в ЭК диэлектриком является оксидный слой металла. Применяют в качестве электролита жидкие или сухие составы. Электролитическими конденсаторами называют радиодетали, в которых используют алюминиевые обкладки.

ЭК применяют в низкочастотных схемах, где востребована большая ёмкость. Ими заменяют детали больших размеров, но с той же ёмкостью.

Танталовые

Одна из разновидностей ЭК, в которых тантал исполняет роль металлического электрода. Диэлектриком является его же оксид – Та2О5. Электронный компонент намного меньше предыдущих образцов. Это свойство позволяет формировать компактные печатные платы радиосхем.

Полимерные

Разделительные прокладки выполнены из полимерных материалов. Пластиковые накопители применяют в фильтрах блоков импульсного питания.

Плёночные

Диэлектрик сделан из полимерной плёнки. Электроды крепят к плёночному материалу методом металлического напыления. Радиодетали выдерживают силовые токи больших значений. Используют в цепях резонансного назначения.

Керамические

На керамические пластинки напыляют металл. Потом из них составляют пачки. Электроды формируют методом металлического напыления. Высокая проницаемость позволяет изготавливать керамические радиокомпоненты очень маленьких размеров. Их марки отображают ёмкость в микро,- и пико фарадах.

Воздушные

Воздушные радиодетали представляют собой конденсаторы переменной ёмкости. Воздушная прослойка между подвижными пластинами исполняет роль диэлектрика. Этот тип конденсаторов и область их применения связаны с настройкой частотных характеристик тока.

Принцип работы конденсатора

Конструкция

На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных линий, не связанных между собой:

Это соответствует его простейшей конструкции — двум пластинам (обкладкам), разделенным диэлектриком. Фактическое исполнение этого изделия чаще всего представляет собой завернутые в рулон обкладки с прослойкой диэлектрика или иные причудливые формы, но суть остается той же самой.

Емкость конденсатора

Электрическая ёмкость – способность проводника накапливать электрические заряды. Чем больше заряд вмещает проводник при данной разности потенциалов, тем больше ёмкость. Зависимость между зарядом Q и потенциалом φ выражается формулой:

C=Q/φ

где Q — заряд в кулонах (Кл), φ — потенциал в вольтах (В).

Накопительная способность зависит от геометрических параметров проводника, диэлектрической проницаемости среды, где он находится. Так, для сферы из проводящего материала она будет выражаться формулой:

C=4πεε0R

где ε0—8,854·10^−12 Ф/м, электрическая постоянная, а ε — диэлектрическая проницаемость среды (табличная величина для каждого вещества).

В реальной жизни нам чаще приходится иметь дело не с одним проводником, а с системами таковых. Так, в обычном плоском конденсаторе емкость будет прямо пропорциональна площади пластин и обратно — расстоянию между ними:

C=εε0S/d

ε здесь — диэлектрическая проницаемость прокладки между пластинами.

Емкость параллельных и последовательных систем

Параллельное соединение емкостей представляет собой один большой конденсатор с тем же слоем диэлектрика и суммарной площадью пластин, поэтому общая емкость системы представляет собой сумму таковых у каждого из элементов. Напряжение при параллельном соединении будет одним и тем же, а заряд распределится между элементами схемы.

C=C1+C2+C3

Последовательное соединение конденсаторов характеризуется общим зарядом и распределенным напряжением между элементами. Поэтому суммируется не емкость, а обратная ей величина:

1/C=1/С1+1/С2+1/С3

Из формулы емкости одиночного конденсатора можно вывести, что при одинаковых элементах, соединенных последовательно, их можно представить в виде одного большого с той же площадью обкладки, но с суммарной толщиной диэлектрика.

Понятие и особенности холодильного цикла

Компрессор. Этот агрегат является ключевой составляющей каждой холодильной установки. Он поддерживает нормальный ход хладагента в системе. В компрессор поступает охлажденный хладагент низкого давления в форме пара, который проходит сжатие для повышения давления и температуры. В силу малого количества движущихся компонентов компрессор характеризуется высокой надежностью, малыми вибрациями и минимальным уровнем шума во время работы.
воздушный конденсатор. Сюда поступает пар, который под давлением трансформируется в жидкое состояние. Этот процесс называют конденсацией. Он необходим для сброса отводимого хладагентом тепла в окружающую среду.
Регулятор потока. На данном этапе жидкий хладагент проходит сквозь регулятор потока, охлаждаясь и снижая давление.
Испаритель. Здесь хладагент низкого давления закипает, забирая тепло из воздуха внутри помещения и трансформируясь в газообразное состояние. После хладагент в форме газа вновь попадает в компрессор и холодильный цикл повторяется.

Конденсатор – описание и конструкция

Теплообменное оборудование более известное под названием конденсатор бывает различных форм и конструкций. Чаще всего подобное оборудование использует для передачи тепловой энергии некоторые виды веществ, к примеру, воздух или воду. Именно за счет наличия указанного типа вещества осуществляется вывод тепловой энергии в окружающую среду.

Обратите внимание: отличительной особенностью тепловых конденсаторов холодильных камер является специальный защитный слой из металлического листа оребрения труб в коллекторе, наличие этой защиты повышает работоспособность и стойкость оборудования. Внешне конденсатор представляет собой обилие труб, которые омываются потоками воздуха

Конструкция конденсаторов холодильной установки может включать различные схемы обрешетки и ребер, что зависит, непосредственно, от типа и используемого вещества. Наиболее часто для изготовления агрегатов используются высококачественная медь, алюминий или железо

Внешне конденсатор представляет собой обилие труб, которые омываются потоками воздуха. Конструкция конденсаторов холодильной установки может включать различные схемы обрешетки и ребер, что зависит, непосредственно, от типа и используемого вещества. Наиболее часто для изготовления агрегатов используются высококачественная медь, алюминий или железо.

Энергоэффективные компресоры

Обслуживание подобных компрессоров трудоемко и требует высокой квалификации персонала. В последние годы на рынке появились новые компрессора типа SCROLL, которые лишены характерных недостатков поршневых и винтовых компрессоров. Scroll-компрессоры обладают высокой энергетической эффективностью, низким уровнем шума и вибраций и не нуждаются в обслуживании. Этот тип компрессоров прост по конструкции, очень надежен и, вместе с тем, недорог. Однако, производительность Scroll-компрессоров, как правило, не превышает 40 кВт.

Применение в современных чиллерах множества небольших, но очень надежных компрессоров типа Scroll, а также нескольких холодильных контуров, позволило получить очень «маневренный» чиллер, который способен с высокой точностью выдавать требуемую холодильную мощность. Очевидно, что применение такого чиллера делает ненужным установку насосной станции, а широкий выбор встраиваемых в корпус чиллера насосов разной производительности решает все вопросы, связанные с циркуляцией охлажденной воды. Особо следует выделить очень маленькие пусковые токи нового оборудования. Ведь пуск небольших Scroll-компрессоров, имеющих низкое электропотребление, происходит поочередно, в соответствии с возрастанием нагрузки на агрегат.

У всех чиллеров последних поколений современная микропроцессорная система управления позволяет регулировать установленное значение температуры воды на выходе из чиллера в соответствии с параметрами наружного воздуха, технологическими процессами или командами от централизованной системы управления (диспетчеризации). С экономической точки зрения, использование большого числа Scroll-компрессоров и установка встроенного циркуляционного насоса вместо отдельной насосной станции оказывается более выгодным вариантом, чем применение дорогих, мощных и сложных полугерметичных компрессоров.

Что такое конденсатор

Прибор, который накапливает электроэнергию в виде электрических зарядов, называется конденсатором.

Количество электричества или электрический заряд в физике измеряют в кулонах (Кл). Электрическую ёмкость считают в фарадах (Ф).

Уединенный проводник электроёмкостью в 1 фараду — металлический шар с радиусом, равным 13 радиусам Солнца. Поэтому конденсатор включает в себя минимум 2 проводника, которые разделяет диэлектрик. В простых конструкциях прибора — бумага.

Работа конденсатора в цепи постоянного тока осуществляется при включении и выключении питания.Только в переходные моменты меняется потенциал на обкладках.

Конденсатор в цепи переменного тока перезаряжается с частотой, равной частоте напряжения источника питания. В результате непрерывных зарядов и разрядов ток проходит через элемент. Выше частота — быстрее перезаряжается прибор.

Сопротивление цепи с конденсатором зависит от частоты тока. При нулевой частоте постоянного тока величина сопротивления стремится к бесконечности. С увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается.

3.1. Принцип работы компрессионного холодильника

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, схема которых показана на рис. 23, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача теплоты основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

Хладагент поступает в испаритель под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ), где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает теплоту у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор. В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая теплоту во внешнюю среду, и конденсируется, т.е. превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь. Таким образом, в конденсаторе хладагент (обычно им является фреон) под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя теплоту, а в испарителе под воздействием низкого давления хладагент вскипает и переходит в газообразное, поглощая теплоту.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объем испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, причем при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — это аналог ТРВ. Он не меняет свое сечение, а дросселирует определенное количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

При достижении необходимой температуры температурный датчик размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор.

Как заряжается и разряжается конденсатор?

При подключении к источнику постоянного тока, обкладки конденсатора заряжаются, одна приобретает положительный потенциал, а другая отрицательный. Между обкладками противоположные по знаку, но равные по значению, электрические заряды создают электрическое поле. Когда напряжения станут одинаковыми и на обкладках, и на источнике подаваемого тока, движение электронов прекратится и зарядка конденсатора закончится. Определенный промежуток времени конденсатор сохраняет заряды и выполняет функции автономного источника электроэнергии. В таком состоянии он может находиться достаточно долгое время. Если вместо источника, включить в цепь резистор, то конденсатор разрядится на него.

Виды чиллеров

Существует несколько разновидностей чиллеров в зависимости от способа охлаждения, варианта установки. По последнему критерию бывают агрегаты для внутреннего и наружного монтажа. Устройства для внутренней установки используют реже, потому что они шумят при работе и занимают много места. Блок для наружного монтажа крепят на крыше или стене здания.

Принцип работы чиллера с водным охлаждением

Подобные агрегаты устанавливают только внутри дома. Принцип работы чиллера с водяным контуром основан на том, что для охлаждения конденсатора в устройстве используют приточный или промежуточный теплоноситель, например, из естественных водоемов.

Теплоноситель в свою очередь остывает в обратной охладительной системе. Однако в данной модели чиллеров предусмотрен и другой способ охлаждения – за счет передачи тепловой энергии воздуху за пределами дома.

Принцип работы чиллеров с воздушным охлаждением

Чиллер с воздушным охлаждением устанавливают снаружи или внутри дома. Это зависит от типа вентилятора (осевой или центробежный). Агрегаты с центробежным вентилятором ставят внутри помещений, а для забора и выброса воздуха прокладывают воздуховоды. Благодаря этому прибор может вырабатывать холодный воздух независимо от времени года.

При установке воздушных чиллеров за пределами дома экономится полезная площадь помещения

Чиллер бытовой имеет специальную конструкцию с глушением шума, что важно для комфортного проживания в доме

Есть две разновидность подобных агрегатов:

с внутренним встроенным конденсатором (конструкцию в виде моноблока устанавливают только на крыше);
с наружным выносным конденсатором (блок конденсатора, монтируемый снаружи, связан магистралью с основным блоком, поставленным в помещении).

Чиллер с фрикулингом

Данная модель имеет систему свободного охлаждения. Она начинает работать при температуре окружающих воздушных масс от +15 °С и выше. Система является саморегулирующейся.

Устройства кондиционирования с фрикулингом устанавливают там, где круглогодично есть потребность в охлажденной воде, но при этом есть возможность использовать низкую температуру наружного воздуха на протяжении определенной поры года.

Что такое абсорбционный чиллер

В зависимости от цикла охлаждения выделяют чиллеры парокомпрессионные и абсорбционные. В последней разновидности в качестве хладагента использована дистиллированная вода. Источником тепловой энергии выступает горячая вода или пар.

Агрегат состоит из следующих элементов:

конденсатор;
генератор;
испаритель;
абсорбер с хладагентом и бромидом лития либо рабочим раствором.

Преимущество подобных агрегатов заключается в их внушительном сроке службы. В устройстве просто нечему ломаться, потому что нет подвижных деталей.

Парокомпрессионный чиллер

Большинство агрегатов работают с использованием принципов компрессорного охлаждения. Жидкость охлаждается за счет непрерывной циркуляции, кипения и конденсации хладагента.

Замкнутая система состоит из следующих элементов:

Компрессор, который повышает давление хладагента.
Конденсатор охлаждает хладагент, в результате чего горячий пар переходит в жидкое состояние

Важно выбрать оптимальный размер этой детали, чтобы внутри газ полностью конденсировался.
Вся смесь поступает в испаритель. Здесь она закипает и передает тепловую энергию испарителю

После этого она превращается в пар, а цикл замыкается.
Также в приборе установлен регулятор потока.

Переменные и подстроечные конденсаторы

Переменные (регулирующие) конденсаторы предназначены для интенсивной регулировки так, как это делалось при настройке частоты вещания в старых радиоприёмниках. Это конденсаторы с воздушным диэлектриком сегодня используются редко.

Подстроечный конденсатор это переменный конденсатор малой ёмкости, который обычно используется для точной настройки режимов работы электрических схем. Обычно, подстроечный конденсатор используется однократно – в ходе процедуры настройки, или изредка.

После манипуляций настройки регулировочный винт контрится (закрашивается), чтобы во время дальнейшей эксплуатации изделия его положение не сдвинулось от случайных механических воздействий (например, вибраций). Количество подстроек у таких конденсаторов лимитировано несколькими десятками полных поворотов.

Переменные и подстроечные конденсаторы в современной электронике применяются редко. Широко их используют только в радиотехнике. Внешний вид таких конденсаторов представлен на рисунке 1.22.