Методы получения холода
Получение холода возможно только при наличии теплового контакта между охлаждающим веществом (рабочим веществом) и охлаждаемым объектом (например, пищевым продуктом). Таким образом для получения холода возможно использовать любой природный процесс, который сопровождается потреблением тепла со стороны рабочего вещества при температуре ниже, чем температура окружающей среды.
Широко распространенные в холодильной и теплонасосной технике методы получения холода представлены в диаграмме р-Т (рис.4.1) процессами 7, 2, 3,4, 5 и 6.
Распространенной ошибкой является определение низкой температуры как температуры ниже 0°С.
Рассмотрим процесс нагрева рабочего вещества, находящегося в любом агрегатном состоянии, без фазового перехода, как метод получения холода:
• процесс 1 - нагрев рабочего вещества в твердом состоянии. Предварительно охлажденное рабочее вещество, находящееся в твердом состоянии (металл, камень и т. д.), нагревается при тепловом контакте с охлаждаемым объектом. Тепло, отнятое от охлаждаемого объекта, и будет называться холодом, полученным в результате нагрева рабочего вещества, находящегося в твердом состоянии;
• процесс 2 - нагрев рабочего вещества в жидком состоянии. В качестве примера можно привести использование артезианской воды для охлаждения пищевых продуктов;
• процесс 3 - нагрев нагрев рабочего вещества в газообразном состоянии. Пример - охлаждение в потоке холодного воздуха.
(4.1) |
Физика передачи тепла от охлаждаемого объекта к рабочему веществу остается одинаковой, вне зависимости от агрегатного состояния рабочего вещества. Количество тепла, которое необходимо затрать на нагрев рабочего вещества (без изменения его фазового состояния), является тем количеством холода, которое вырабатывается в процессе охлаждения охлаждаемого объекта
Q-c т AT,
где с - удельная теплоемкость рабочего вещества; т - масса рабочего евщества; AT - изменение температуры рабочего вещества.