Парокомпресійні холодильні установки (ПКУ) це складні, але ефективні пристрої для охолодження. Вони затребувані як у побутовому секторі, так і в промисловості, забезпечуючи заморожування, кондиціонування повітря та охолодження технологічного обладнання.
Робота таких систем ґрунтується на замкнутому процесі теплообміну, який називається парокомпресійний холодильний цикл. Цей цикл дає змогу транспортувати тепло від охолоджуваного об’єкта до навколишнього середовища.
Як працює парокомпресійна холодильна система?
Основним завданням парокомпресійної холодильної машини є переміщення теплової енергії з одного середовища в інше. Цей процес здійснюється в кілька етапів:
Стиснення газу (компресор)
Холодоагент, що перебуває у вигляді газу за низького тиску, спрямовується в компресор. Тут він стискається, внаслідок чого його температура і тиск зростають.
Приклад для розуміння: Уявіть, що ви накачуєте велосипедну шину. Під час стиснення повітря воно нагрівається через збільшення щільності молекул.
Конденсація в теплообміннику (конденсатор)
Під високим тиском гарячий газ потрапляє в конденсатор. Тут він охолоджується і передає тепло назовні, перетворюючись на рідину.
Чи знаєте ви? Конденсатор у побутових холодильниках часто розміщується на задній стінці пристрою, яка стає теплою під час роботи.
Зниження тиску (дроселювання)
Рідкий холодоагент проходить через спеціальний клапан – дросель, де його тиск різко знижується. Це спричиняє значне зниження температури.
Читайте також що таке дроселювання
Поглинання тепла (випарник)
Холодоагент, тепер уже в холодному стані, прямує у випарник. Тут він випаровується, поглинаючи тепло з охолоджуваного простору, чи то продукти в холодильнику, чи то повітря в приміщенні.
Цікавий факт: Цей процес аналогічний випаровуванню води з поверхні шкіри, яке охолоджує тіло.
Читайте також як визначити ККД холодильної машини
Застосування парокомпресійних холодильних систем
Парокомпресійні холодильні системи знаходять застосування в найрізноманітніших галузях:
Харчова промисловість
Використовуються для заморожування продуктів, підтримання низької температури на складах і в рефрижераторах.
Приклад: Великі морозильні камери, що працюють на ПКУ, забезпечують температуру до -40 °C для довгострокового зберігання м’яса або риби.
Фармацевтика та хімічне виробництво
Контроль температури в процесі синтезу препаратів або зберігання вакцин неможливий без таких систем.
Цікаво знати: Для медичних цілей часто використовуються холодоагенти, екологічні та безпечні для здоров’я, наприклад, вуглекислий газ (CO₂).
Вам також буде цікаво почитати який холодоагент є найбільш екологічно безпечним
Енергетика та промислове кондиціонування
ПКУ застосовуються для охолодження турбін, генераторів та інших агрегатів на електростанціях. Також їх використовують для створення комфортного мікроклімату у великих будівлях.
Приклад: На АЕС такі системи запобігають перегріванню обладнання.
Незвичайні факти про парокомпресійні установки
- Аміак – холодоагент промисловості
Аміак давно вважається одним із найефективніших холодоагентів, особливо у великих холодильних установках. Однак він вимагає суворого дотримання заходів безпеки через токсичність і горючість. - Кріогенна техніка
Парокомпресійні машини можуть працювати за температури нижче -150 °C. Такі системи застосовуються в кріогенній медицині для зберігання тканин, клітин і органів. - Енергоощадні технології
Сучасні компресори оснащуються інверторами, які дають змогу регулювати потужність системи залежно від навантаження. Це допомагає економити до 30% електроенергії. - Універсальність теплового насоса
Парокомпресійний цикл використовується не тільки для охолодження, а й для опалення в теплових насосах, що робить такі системи дуже практичними для регіонів зі змінним кліматом. - Екологічні холодоагенти
Сучасні установки переходять на використання гідрофторолефінів (HFO), які не руйнують озоновий шар і мають мінімальний вплив на клімат.
