Ventajas de las fuentes de frío separadas. Métodos de obtención de frío artificial. Fuentes de refrigeración para sistemas de aire acondicionado

El gecko es un tipo de lagarto de la familia Gekkonidae. Hay 1000 especies de geckos que se pueden encontrar en todo el mundo excepto en la Antártida. Se han desarrollado varios tipos de gecos varios accesorios para sobrevivir en una amplia variedad de ecosistemas tales como: selvas tropicales, desiertos, selvas, pastizales y montañas. Los geckos a menudo se mantienen como mascotas. El gecko leopardo es el más popular. una mascota de todos los geckos. Algunas especies de gecos están amenazadas de extinción total de la faz de la Tierra debido a la pérdida de hábitat y la introducción de nuevas especies depredadoras en su hábitat.

Datos interesantes sobre estos lagartos:

Los geckos varían en tamaño. vista más pequeña gecko, el gecko pigmeo, alcanza ¾ de pulgada de largo. La especie de gecko más grande, los geckos Tokay, alcanzan las 14 pulgadas de largo.

Los geckos suelen ser de colores brillantes. El color del cuerpo depende del color. medioambiente, porque juega un papel importante en el camuflaje "camuflaje" del animal.

Los geckos son criaturas nocturnas (activas durante la noche). Sus ojos están adaptados a bajos niveles de luz.

Además de una visión nocturna bien desarrollada, los geckos tienen un excelente sentido del oído, lo que les ayuda a detectar depredadores de manera oportuna y evitar encontrarse con ellos.

Debido a su tallas pequeñas los geckos a menudo son presa de serpientes, pájaros, mamíferos y algunos especies grandes arañas

los geckos comen varios tipos frutas, néctar de flores, insectos y gusanos.

El gecko tiene una cola gruesa, que se utiliza como depósito para almacenar reservas de grasa. También ayuda al equilibrio del gecko mientras camina y trepa a los árboles.

Al igual que otros lagartos, el gecko puede dejar caer la cola en una situación que pone en peligro la vida. El gecko sin cola regenerará la parte del cuerpo que le falta después de un corto período de tiempo.

Una característica única de algunas especies de gecos es la capacidad de caminar sobre superficies lisas o incluso horizontales (como techos) sin caerse. Esto es posible porque los dedos de sus pies tienen pequeños ganchos que actúan como ventosas al caminar.

El teflón es el único material al que un gecko no puede adherirse (utilizando sus "ventosas") y caminar sin resbalar.

El gecko volador es la única especie de gecko que puede volar (deslizarse por el aire). Este animal tiene patas y cola palmeadas, y un ancho colgajo de piel que actúa como un paracaídas cuando el gecko se mueve de árbol en árbol.

A diferencia de otros reptiles, estas criaturas son vocales y son capaces de producir varios sonidos que se utilizan en la comunicación. Hacen ruidos de ladridos, chirridos o chasquidos durante el apareamiento o cuando defienden su territorio.

El gecko se aparea un par de veces durante el año. La hembra produce dos huevos. Ella pone sus huevos debajo de las hojas unas semanas después del apareamiento y los abandona. A ella no le importan los huevos. Algunos huevos son blandos, pero su caparazón se endurece gradualmente cuando se exponen al aire.

Los geckos tienen una vida útil bastante larga. El gecko Lecard puede vivir más de 20 años en cautiverio. Otras especies viven de 8 a 10 años.

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El proceso de bajar la temperatura corporal se llama enfriamiento. Distinguir el enfriamiento natural y artificial.

Refrigeración natural permite que el cuerpo se enfríe a temperatura ambiente. Tal enfriamiento es proporcionado por agua fría o aire.

Para enfriar a una temperatura inferior a la temperatura ambiente, refrigeración artificial, que puede llevarse a cabo mediante cualquier proceso físico asociado a la eliminación de calor.

El enfriamiento artificial se utiliza en los procesos de absorción, cristalización, separación de gases, liofilización y aire acondicionado.

Con la ayuda de mezclas de refrigeración se pueden obtener temperaturas bastante bajas. Una mezcla de hielo y CaCl 2 (hasta un 30 %) permite alcanzar una temperatura de -55 °C. Sin embargo, enfriar de esta manera requiere mucho hielo y sal, por lo que su uso es limitado.

en moderno máquinas de refrigeración ah, la propiedad de un número de bajo punto de ebullición gases licuados(amoníaco, freones, dióxido de carbono, etc.) se absorben del medio ambiente durante la evaporación un gran número de calor.

La refrigeración artificial se puede dividir en moderado(hasta -100 °C) y profundo(a una temperatura más baja).

En la industria, el enfriamiento profundo se usa para licuar el gas-vapor separado y mezclas de gases. Los gases así obtenidos son muy utilizados en la industria química: nitrógeno - para la producción de fertilizantes químicos, oxígeno, metano y etileno - para la producción de ácidos minerales, etc.

En las instalaciones de frío artificial se realiza la necesaria disminución de la temperatura del fluido de trabajo. Por estado agregado del fluido de trabajo unidades de refrigeración


se dividen en gas, gas-líquido, vapor-líquido y adsorción (usando una fase sólida).

El enfriamiento artificial en la mayoría de los casos se lleva a cabo mediante dos métodos:

Evaporación de líquidos de bajo punto de ebullición;

Expansión de varios gases precomprimidos por estrangulamiento o expansión.

Durante la evaporación de líquidos de bajo punto de ebullición, estos últimos se enfrían debido a una disminución de la energía interna.

estrangulamiento Es un proceso de expansión del gas a medida que pasa a través de un dispositivo de estrechamiento, lo que resulta en una disminución de la presión del gas. La energía necesaria para expandir el gas durante la estrangulación, cuando no hay aportación de calor del exterior, sólo puede obtenerse de la energía interna del propio gas. efecto acelerador(Efecto Joule-Thomson) es un cambio en la temperatura del gas durante la estrangulación en ausencia de intercambio de calor con el medio ambiente.

En expansión- esta es la expansión de gas en una máquina de expansión - expansor. Por diseño, esta unidad es similar a un compresor alternativo o turbocompresor. Durante la expansión, el gas se enfría debido a una disminución de la energía interna y del trabajo externo.

En los sistemas HF, el aire se calienta en secciones de calefacción hechas en forma de calentadores de paso múltiple hechos de tuberías de acero horizontales con aletas de cinta de acero. Las secciones típicas se ensamblan a partir de intercambiadores de calor básicos de una, dos y tres filas.

Para el primer calentamiento a lo largo del flujo de aire, generalmente se instalan al menos 2 secciones. El portador de calor puede ser agua con una temperatura de hasta 150 0 C y vapor con una presión de no más de 0,6 MPa.

Si el portador de calor es agua, entonces, para aumentar la velocidad de su movimiento en los tubos del intercambiador de calor y el coeficiente de transferencia de calor, las secciones de calefacción se conectan en serie.

La conexión en paralelo se utiliza solo en casos de presión insuficiente en la red de calefacción para superar el aumento de la resistencia hidráulica de los intercambiadores de calor conectados en serie.

Si el portador de calor es vapor, entonces las secciones de calefacción están conectadas a las tuberías de condensado de vapor en paralelo. La presión de vapor máxima admisible según las condiciones de resistencia de los intercambiadores de calor es de 0,6 MPa.

Para las secciones del segundo calentamiento de los calentadores de aire locales o zonales, el agua con una temperatura constante en la línea de suministro (generalmente 60-70 0 С) se usa como portador de calor. La diferencia estimada de temperatura del agua se toma como 15-25 0 С.

No deben conectarse directamente a las redes de calefacción, porque. la salida de calor requerida de los calentadores, por regla general, no depende de la temperatura exterior, es decir, no está relacionado con el programa de temperatura, según el cual cambia la temperatura del agua de la red. Un suministro de agua a temperatura variable degradaría significativamente el funcionamiento del sistema de control automático.

La transferencia de calor de los calentadores de la segunda calefacción está regulada por una válvula automática que cambia la cantidad de agua de temperatura constante suministrada al calentador.

Para obtener agua con una temperatura constante de acuerdo con esquema cerrado Se utilizan plantas mezcladoras con intercambiadores de calor intermedios.

33.2 Refrigeración de acondicionadores de aire.

El refrigerante para SCR suele ser agua obtenida de plantas de refrigeración, y en casos individuales- de fuentes naturales. La elección del sistema de refrigeración depende del método de obtención de agua fría, la distancia de los consumidores desde la fuente de frío, el tipo de evaporador y también el método de conexión del enfriador de aire al refrigerante.

33.3. Fuentes de frío para sistemas de aire acondicionado.

Al diseñar ACS en áreas con un clima seco y cálido, se debe considerar el enfriamiento por aire evaporativo directo, indirecto o combinado (dos etapas) si estos métodos proporcionan los parámetros de aire especificados.

En la mayoría de los casos, las fuentes de frío naturales o artificiales son necesarias para el funcionamiento del SCR. Las fuentes naturales incluyen agua fría de pozos artesianos o ríos de montaña. El uso de estas fuentes es económicamente viable en los casos en que la temperatura del agua que sirve de refrigerante permite obtener los parámetros de aire necesarios cuando el agua se calienta al menos a 3 0 C.

En algunos casos, para pequeños sistemas de HF que consumen hasta 180 mil W de frío, se puede utilizar hielo preparado por congelación de agua en disturbios u obtenido de embalses. Por razones sanitarias e higiénicas, no se permite el contacto directo entre el hielo de los disturbios o reservorios y el aire suministrado a la habitación. Por lo tanto, es necesario enfriar el agua que circula en el intercambiador de calor aire-agua de superficie con hielo.

El resfriado más común se obtiene de fuentes artificiales: máquinas de refrigeración. El enfriamiento de la máquina es un método para obtener frío cambiando el estado de agregación del refrigerante (hirviéndolo a temperaturas bajas ah con la eliminación del medio de enfriamiento, el calor de vaporización necesario para esto).

Para la posterior condensación de los vapores refrigerantes, primero es necesario aumentar su presión y temperatura. Según el método de aumento de la temperatura de los vapores y la presión antes de su condensación, se distinguen los siguientes tipos de máquinas de refrigeración:

    compresión - con compresión de vapor por un compresor a un costo energía mecánica;

    absorción - con la absorción de vapores por el absorbente apropiado y su liberación por evaporación de la solución con gasto de energía térmica;

    eyector - en el que se realizan simultáneamente dos ciclos: directo - con la transformación de la energía térmica suministrada en mecánica e inverso - utilizando energía mecánica para producir frío.

Las unidades de refrigeración de compresores son los principales consumidores de electricidad en las empresas para el procesamiento y almacenamiento de productos perecederos. productos alimenticios, que requiere encontrar reservas para ahorrar recursos energéticos. Dado que la mayor parte del territorio de nuestro país se caracteriza por largos inviernos con bajas temperaturas del aire, una dirección muy prometedora para ahorrar recursos energéticos es aplicación amplia frío natural. Notaremos algunas direcciones de uso del frío natural.

La forma más sencilla y común es suministrar aire frío directamente a las cámaras de refrigeración o almacenamiento de alimentos cuando la temperatura del aire exterior es igual o inferior a la requerida en las cámaras. Se realizan aberturas en las paredes exteriores para la entrada de aire con un ventilador y su salida a través del pétalo la válvula de retención(Figura 94). El aire se distribuye en la cámara a través de un conducto de aire con ventanas ajustables, que se cierran automáticamente mediante compuertas cuando se detiene el ventilador. La temperatura en la cámara se mantiene mediante un interruptor de temperatura de dos posiciones que enciende o apaga el ventilador. Al colocar productos sin envasar en la cámara, es necesario instalar filtros para la purificación del aire de polvo y microorganismos (por ejemplo, LAIK SP-6/15 o LAIK SP-6/15A) en la succión del ventilador. Se ha encontrado que en áreas con humedad relativa aire del 85% y superior en cámaras con productos sin envasar, puede utilizar aire exterior sin humidificación. En otros casos, se proporciona un sistema de humidificación del aire. Dada la estacionalidad del uso del frío natural, es recomendable combinar equipos de refrigeración natural y artificial en las cámaras. al trabajar con refrigeración artificial en verano, las aberturas de las vallas se cierran con escotillas termoaislantes. Para las principales zonas de cultivo masivo de patatas y hortalizas, el período de almacenamiento coincide con el período de reposo estable con temperaturas exteriores suficientemente bajas. En este sentido, se está generalizando el método de almacenamiento de productos a granel en condiciones de ventilación activa utilizando frío natural. El aire exterior es suministrado por un ventilador a un conducto de aire de sección variable ubicado debajo del piso de almacenamiento perforado (Fig. 95). El aire suministrado se humedece, pasa a través de los productos de abajo hacia arriba y se retira del almacenamiento a través del deflector. El ventilador y el humidificador se encienden automáticamente por una señal de los sensores de controladores de temperatura diferenciados a una temperatura del aire exterior de 2 ... 3 ° C por debajo de la temperatura que tiene la masa del producto. La humidificación del aire se realiza con vapor de agua o spray de agua. Los valores óptimos de humedad del aire antes de ingresar al producto son del 90% o más, y consumo especifico aire por 1 tonelada de productos - más de 100 m 3 / h.

En la industria láctea, también está muy extendida la refrigeración del refrigerante mediante intercambiadores de calor externos o en torres de refrigeración. Como intercambiadores de calor, se pueden usar enfriadores de aire estándar con un alto grado de aleteo y ventiladores potentes (por ejemplo, VOG-230) instalados al aire libre (en el techo del taller de compresores). Teniendo en cuenta el tiempo de funcionamiento limitado de los intercambiadores de calor que utilizan frío natural, esquema general la circulación del refrigerante (agua, salmuera) debe ser móvil y tener conmutación basada en diferentes modos de operación: enfriamiento del refrigerante solo por externo intercambiadores de calor; trabajo en equipo unidades exteriores y evaporadores unidad de refrigeración; enfriamiento del refrigerante solo en los evaporadores de la unidad de refrigeración. EN horario de invierno agua congelada se puede obtener en torres de refrigeración con parada total o parcial Equipo de refrigeración. En la fig. 96 muestra el esquema de conexión de la torre de enfriamiento para el enfriamiento del líquido refrigerante, operando en tres modos: acumulación de frío por la noche, circuito de circulación del líquido refrigerante (torre de enfriamiento - tanque - bomba); enfriamiento Equipo tecnológico frío acumulado y subenfriamiento del refrigerante en la torre de enfriamiento; enfriamiento del refrigerante en el evaporador. El parámetro por el cual se selecciona uno u otro método de enfriamiento es la temperatura del refrigerante que ingresa al aparato tecnológico.

Las torres de enfriamiento tipo GPV estándar se utilizan para producir agua con una temperatura de 1…4°C a temperatura exterior aire -5 ° C y por debajo. La desventaja de las torres de enfriamiento de película es la formación de hielo en los elementos estructurales, lo que conduce a una fuerte disminución en la cantidad de aire circulante y. aumento de la temperatura del agua enfriada. Este inconveniente se elimina en la instalación Y10-OU0 para la refrigeración natural del agua circulante en invierno. Proporciona refrigeración de agua de 10 a 5±1°C a una temperatura ambiente de -5°C e inferior. Durante el período estival, la instalación realiza las funciones de una torre de refrigeración en el sistema de suministro de agua circulante. Se proporciona un sistema de descongelación para descongelación periódica. La torre de enfriamiento está montada en un área abierta con desagüe libre desde el palet a la unidad de acumulación, mientras que la diferencia de cotas entre Tubo de desagüe sumidero y el nivel del agua en la unidad de acumulación es de al menos 1 m.
Merece atención especial un método para acumular frío invernal mediante la congelación de pilas de hielo, lo que permite pasar una parte importante del tiempo de verano sin refrigeración de máquinas, lo que ahorra recursos energéticos, lubricantes y aumenta la vida útil de los equipos.
Otra reserva para el ahorro de energía debido al frío natural es el uso de condensadores de aire, que pueden utilizarse como precondensadores en combinación con condensadores de carcasa y tubos y evaporativos. EN período de invierno los precondensadores de aire pueden hacerse cargo de todo carga de calor de la instalación, mientras que la temperatura de condensación puede ser arbitrariamente baja, lo que conlleva un ahorro energético para la producción de frío. El uso del frío natural para la refrigeración es una fuente inagotable de soluciones tecnicas, y al combinar dos o más tipos de enfriamiento gratuito, se pueden lograr indicadores técnicos y económicos suficientemente altos.

En nuestra imaginación, el concepto mismo de "física térmica" suele asociarse con la producción de calor, la eficiencia de la combustión de combustibles y la producción de energía. Está claro que para los habitantes de Siberia, el calor cuesta más que lugar importante que frio No obstante, la producción de frío es también una de las tareas urgentes para los científicos que trabajan en el campo de la física térmica. Y lo más notable: ¡para la producción de frío, proponen atraer todo el mismo calor!

Por qué es necesario producir frío, creo que muchos lo entendemos. Se necesita frío para almacenar alimentos, para crear un microclima favorable en el local, por cierto procesos de producción. Cada uno de nosotros tiene un refrigerador en la casa, todos los edificios públicos normales están equipados con aire acondicionado. Imagine una cafetería, una tienda, un hotel o un centro de negocios sin aire acondicionado y comprenderá que el sistema de refrigeración no es menos importante que el sistema de calefacción, incluso cuando se trata de Siberia. En invierno, por supuesto, necesitamos calor. ¿En el verano? El verano en nuestra zona también a veces rompe récords de calor. y sobre países del sur y no hay nada que decir.

En definitiva, los parámetros de confort modernos y la necesidad de almacenamiento de alimentos requieren de alguna manera la producción de frío. Y debo decir que de año en año aumenta la necesidad de frío artificial tanto en Rusia como en el extranjero.

¿Cómo se produce el frío? Hoy en día, hay dos tipos principales de máquinas de refrigeración: máquinas de refrigeración por compresión de vapor y máquinas de absorción de bromuro de litio. El primer tipo es bien conocido por nosotros: así es como nuestro refrigeradores domésticos operando desde la red eléctrica. El funcionamiento de tales máquinas se basa en un cambio en el estado de agregación del refrigerante, freón (freón), bajo la influencia de la energía mecánica. para la transformacion energía eléctrica en el mecánico, como sabemos, se utilizan compresores.

En cuanto a las máquinas de refrigeración del segundo tipo, su funcionamiento se basa en la interacción química de las sustancias del par de trabajo: absorbente y refrigerante, y el cambio en el estado de agregación del refrigerante bajo la influencia de la energía térmica. En otras palabras, para su trabajo, tales máquinas usan calor.

Y aquí es donde llegamos al mismísimo punto importante relativa a las máquinas frigoríficas del segundo tipo. Entonces, si en el primer caso necesitamos gastar electricidad para producir frío, entonces en el segundo caso podemos usar el "exceso" de calor, que en otras circunstancias muy a menudo vuela hacia la chimenea (literalmente). Por supuesto, los recursos energéticos ordinarios (gas o fuel oil) también pueden servir como fuentes de calor para tales máquinas, pero también puede usar vapor de las salas de calderas, retiros intermedios de las centrales térmicas, agua caliente, gases de combustión o vapor residual de las industrias. En otras palabras, el calor emitido a la atmósfera, gracias a las máquinas de absorción, es bastante adecuado para la producción de frío. Es decir, en este caso no hay necesidad de gastar valiosos recursos energéticos: es suficiente usar el calor "excedente" con prudencia, del cual hay mucho especialmente en el verano, cuando tiene sentido enfriar las instalaciones.

Hay que decir que la eficiencia es una de las ventajas más importantes de las máquinas frigoríficas de bromuro de litio por absorción frente a las de compresión por vapor. Como entendemos, en las condiciones de crecimiento constante de las tarifas eléctricas, esto cobra especial importancia.

Otra ventaja importante es el respeto por el medio ambiente asociado con la ausencia de freones (freones), cuyo uso está limitado en muchos países de acuerdo con los protocolos de Montreal y Kioto. Las máquinas de bromuro de litio no están sujetas a tales restricciones. Usado aquí como un absorbente solución de agua El bromuro de litio no es volátil ni tóxico y pertenece a las sustancias de bajo riesgo.

Otra ventaja está relacionada con el bajo nivel de ruido durante el funcionamiento del robot. También puede mencionar la facilidad de mantenimiento, la larga vida útil y la seguridad contra incendios y explosiones.

Debido a estas ventajas, tales máquinas pueden encontrar una amplia aplicación tanto en la vida cotidiana como en actividad económica. El rango de su aplicación es bastante amplio, desde empresas metalúrgicas, plantas de energía nuclear, plantas petroquímicas, hasta invernaderos, Edificio de apartamentos, centros comerciales y otros edificios públicos donde quieras crear un microclima confortable. Y lo más importante (volvemos a enfatizar), esta comodidad se puede lograr con costo mínimo¡electricidad!

¿Se están desarrollando esas máquinas en nuestro país? ¡Sí, se están desarrollando! Incluso producen. Tal muestra, desarrollada por especialistas del Instituto de Física Térmica de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias, se produce en Región de Kémerovo. Además, es importante señalar que los automóviles nacionales tienen algunas ventajas en comparación con los extranjeros. Por ejemplo, ellos, como dicen, se “ajustan” a un consumidor específico. Nuestros expertos utilizan un sistema de diseño flexible y ensamblan en el sitio. Además, pueden ofrecer a los clientes una muy Alto Voltaje– hasta 5,3 MW. Además, dadas las realidades complejas, los desarrolladores han proporcionado, especialmente para casos de emergencia, la duplicación sistema automático administración sistema manual(usando botones).

Sin embargo, este enfoque individual también reveló su propia puntos débiles. Estamos hablando de competencia en el mercado con muestras en serie extranjeras (procedentes principalmente de China). Asi que, fabricantes extranjeros, "estampando" tales máquinas en el transportador, pueden recurrir al vertido. Y si hablamos de los chinos, generalmente pueden contar con el apoyo del estado para llevar a cabo la conquista. mercado ruso. El estado no va a ayudar a nuestros productores (y no lo hará).

Entonces, por el momento, no estamos hablando de la producción en masa de automóviles nacionales. Esto, por supuesto, solo está en los planes. Por eso, en la actualidad (que es muy importante), los especialistas de la IT SB RAS están perfeccionando su creación, adaptándose al máximo a las necesidades de cada consumidor. Quizás haya una ventaja en este enfoque individual. Es posible que tal montaje manual» algún día se convertirá en un indicador Alta calidad y será muy apreciado en el mercado.