Способы охлаждения

Большая роль в обеспечении сохранности скоропортящихся пищевых продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд при обслуживании населения принадлежит торговому холодильному оборудованию предприятий торговли и общественного питания. Потребности торговли, обусловленные необходимостью обработки и хранения прежде всего продовольственных товаров, обеспечили развитие широкого спектра холодильного технологического (охлаждаемые автоматы, охладители напитков, фризеры для выработки мягкого мороженого, льдогенераторы, граниторы и др.) и торгового холодильного оборудования (холодильные прилавки, холодильные витрины, холодильные шкафы, холодильные лари, сборные холодильные камеры и проч.).

Внедрение технологического холодильного оборудования позволило в условиях небольших торговых предприятий осуществлять производство и продажу скоропортящихся продуктов, строго соблюдая технологические режимы, санитарные нормы и требования производства. Широкое использование торгового холодильного оборудования расширило возможный ассортимент продаваемых товаров, обеспечивая качество продуктов.

Охлаждение — это отвод от тела теплоты, сопровождающийся понижением его температуры. В процессе охлаждения участвуют не менее двух тел — охлаждаемое и охлаждающее (рабочее вещество). Самым простым способом охлаждения является теплообмен между охлаждаемым телом и окружающей средой; при этом температуру охлаждаемого тела можно понизить только до температуры окружающей среды. Такое охлаждение называется естественным. Охлаждение тела ниже температуры окружающей среды называется искусственным.

Для получения искусственного холода используются машинные и без машинные способы охлаждения. Последние основываются на эффектах плавления, испарения, сублимации, движения электронов в термоэлементах из полупроводников и др. Все они сопровождаются отводом теплоты из окружающей среды,

К без машинным способам относится охлаждение на основе термоэлектрического эффекта, открытого Жаном Пельтье в 1834. г. При протекании электрического тока через термоэлемент, состоящий из двух разнородных проводников, в местах спая (контакта) металлов с различной электрической проводимостью возникает разность температур: один спай нагревается, другой — охлаждается. Количество поглощенной или выделенной теплоты пропорционально силе тока. В применяемых сейчас термоэлементах разность температур достигает 60 °С, что позволяет использовать этот метод охлаждения в разных областях техники.

Охлаждающие устройства с термоэлементами портативны, бесшумны, просты и надежны, в них отсутствуют движущиеся части, однако их отличают высокая стоимость и большой расход электроэнергии. Этот способ охлаждения пригоден для мелких холодильных установок.

При охлаждении с помощью плавления и сублимации рабочее вещество, отняв теплоту от охлаждаемого тела, изменяет свое агрегатное состояние и теряет охлаждающее свойство. С помощью таких процессов нельзя осуществить непрерывное охлаждение тела одним и тем же количеством рабочего вещества. Для получения непрерывного охлаждения необходимо, чтобы, отняв теплоту от охлаждаемой среды и изменив при этом свое агрегатное состояние, рабочее вещество вновь вернулось бы в первоначальное состояние.

Для непрерывного охлаждения используется кипение жидкости. Кипением называется процесс перехода тела из жидкого состояния в газообразное. В результате кипения жидкости образуется насыщенный пар, имеющий ту же температуру, что и кипящая жидкость. При охлаждении насыщенный пар конденсируется, т.е. превращается в жидкость.

Для того чтобы рабочее вещество, совершив холодильный эффект, приняло первоначальное агрегатное состояние, теплота, забранная им у охлаждаемой среды, должна быть передана другой среде. В качестве среды, воспринимающей теплоту от рабочего тела, могут быть использованы вода или воздух. Передача теплоты от рабочего вещества к этим средам естественным путем невозможна, так как температура их выше температуры рабочего вещества, а естественным путем теплота передастся только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Поэтому для передачи теплоты от холодного тела к теплому необходимо затратить механическую энергию или теплоту, в результате чего температура рабочего вещества повысится и переход теплоты от него будет происходить естественным путем.

Машины, в которых для получения холода используется процесс кипения жидкости, называются паровыми холодильными машинами. Они работают с затратой механической энергии (компрессионные холодильные машины) или с затратой теплоты (абсорбционные холодильные машины). В торговом холодильном оборудовании наиболее распространены паровые компрессионные холодильные машины.