프레온 없이 하는 방법. 그림, 설명

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프레온이 무엇인지 아십니까? 이 질문을 읽은 후 가장 먼저 기억할 것은 냉장고입니다. 그리고 당신이 당신의 기억을 탐구한다면 오존 구멍에 대해 기억하십시오. 그들 사이의 연결은 직접적입니다. 결함이 있는 장치에서 더 많은 프레온이 빠져나갈수록 행성의 오존층에 대한 위협이 커집니다. 그러나 불행히도 프레온 사용을 완전히 제거하는 것은 아직 불가능합니다. 결국, 지구상에는 XNUMX억 개가 넘는 냉장고가 있습니다. 그럼에도 불구하고 그들은 냉매 역할을 할 수 있는 가스인 불운한 물질의 대체품을 서둘러 찾고 있습니다.

한편, 가장 무해하고 저렴한 물질인 공기를 사용하는 냉동기는 오랫동안 알려져 왔습니다. 그들은 왜 잊혀졌는가?

프레온을 제거하는 방법
줄 냉각기

모든 것이 그렇게 간단하지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 기체가 압축되면 뜨거워지고 팽창하면 식는다는 사실을 기억하십시오. 이 두 가지 사실은 Joule이 제안한 방법에 따라 냉동 기계가 어떻게 작동하는지 이해하기에 충분합니다. 그림은 그러한 많은 디자인 중 하나를 보여줍니다. 보세요-하나의 크랭크에 두 개의 실린더가 "설치"되어 있습니다. 왼쪽 압축기는 공기를 압축하고 오른쪽 팽창은 압축 공기에서 작동합니다(밸브 및 스풀과 같은 세부 정보는 표시하지 않음).

따라서 공기의 일부는 왼쪽 실린더에서 압축됩니다. 동시에 내부 에너지가 증가하여 온도와 압력이 증가했습니다. 그러나 차가워지기 위해서는, 즉 온도가 환경보다 낮아지려면 공기에서 내부 에너지를 가져와야 합니다. 이 작업을 두 단계로 수행하십시오. 먼저 공기가 열교환기로 보내집니다. (이 디자인에서 이것은 팬에 의해 불어지는 튜브입니다.) 여기에서 공기는 주변 온도에 가까운 온도로 냉각됩니다. 압력은 변하지 않습니다. 다음으로 공기의 일부가 팽창 실린더로 들어가 물리적 작업을 수행하고 주변 온도보다 낮은 온도로 냉각됩니다. 차가운 공기는 다음 피스톤 행정 중에 냉장실로 밀려 들어갑니다. 공기 팽창 중에 수행되는 작업으로 인해 압축에 소비되는 에너지의 일부가 반환되고 기계 전체가 더 경제적이라는 것이 분명합니다.

모든 것이 괜찮은 것 같습니다. 그러나 이 원리에 따라 작동하는 공냉식 기계는 -90 ° C 미만의 온도를 얻는 데 가장 유리하게 사용됩니다. 가정용 냉장고에서는 이러한 온도가 필요하지 않습니다. 한편 실습에서 알 수 있듯이 적당한 추위를 받으면 팽창 실린더는 공기 압축에 소비되는 에너지의 미미한 부분 만 반환합니다. 그래서 아예 사용을 중단할까요? 그렇게 하면 냉동기는 극도로 단순화되어 움직이는 부분이 없는 장치가 됩니다.

다음은 옵션 중 하나입니다. J. Rank가 1931년에 설계한 소위 소용돌이 튜브입니다. 아주 간단하게 설정되어 있습니다. 공기는 왼쪽에서 펌핑되고(다이어그램 참조) 결과 소용돌이에서 "기적"이 시작됩니다. 가열되는 바깥 부분이 오른쪽으로 이동하고 원추형 인서트를 만나면 나옵니다. 하지만 모두 나오지는 않습니다. 공기의 약 85/XNUMX이 되돌아오고(흐름이 두 층으로 진행됨) 점점 더 냉각되면서 차가운 공기를 위해 왼쪽 분기 파이프로 들어갑니다. 온도 강하는 약 XNUMX도에 도달할 수 있습니다!

프레온을 제거하는 방법
와류관 랑케

탈출구를 찾은 것 같지만 불행히도 와류관의 에너지 소비는 용납 할 수 없을 정도로 높습니다. 따라서 낮은 무게와 신뢰성이 가장 중요하고 예를 들어 항공과 같이 압축 공기가 풍부한 경우에만 사용됩니다.

더 완벽한 맥동 파이프. 저온 전문가인 Gifford가 1962년에 제안한 이 장치의 작동 원리는 다음과 같습니다. 탭이 두 개인 파이프를 상상해 보십시오. 귀머거리에는 열교환기가 있습니다. 우리의 경우(그림 참조) 이것은 물이 흐르는 코일입니다. 상단 탭을 잠시 열면 공기의 일부가 파이프로 들어가 초음속으로 팽창하기 시작합니다. "충격파"로 알려진이 현상은 일반적으로 로켓 및 우주 기술의 제작자에게만 관심이 있었지만 보시다시피 갑자기 더 평범한 응용 프로그램을 찾았습니다. 따라서 파이프에서 전파되는 충격파는 파이프 앞의 공기를 압축합니다. 압축에서 가열되어 과도한 열을 물에 방출합니다. 두 번째 탭을 열면 냉각된 공기가 팽창하기 시작하고 온도가 크게 떨어집니다. 프로세스의 흐름도입니다.

프레온을 제거하는 방법
Gifford 충격파 냉각 장치의 다이어그램

설명 된 파이프와 같은 가장 단순한 장치에서는 작업을 비 경제적으로 만드는 많은 부작용이 발생했습니다. 하지만 해결책을 찾은 것 같습니다. 박사의지도하에 수행 된 XNUMX 년 이상의 연구 결과 모스크바 회사 "Novid-Ecoholod". B. G. Kuznetsova는 맥동 파이프를 매우 완벽하게 만들었습니다. 최신 버전에서는 모든 치수와 비율이 냉각 과정의 최상의 과정과 완전히 일치하는 가변 섹션의 파이프입니다. 그것들을 정확하게 찾는 능력은 회사의 주요 비밀입니다. 똑같이 중요한 것은 프로세스를 가장 잘 관리하는 시스템 구성 요소 중 하나인 회전 스풀입니다.

Novid-Ecoholod에서 제조한 공기 냉각기는 온도가 -60 °C 이하인 차가운 공기를 분사할 수 있습니다. 그것의 도움으로 움직이는 컨베이어에서 제품을 빠르게 동결시키는 것이 특히 편리합니다.

이 경우 속도는 단지 편리함이 아닙니다. 여기에도 새로운 품질이 있습니다. 생물학자들은 매우 빠른 냉각이 살아있는 조직을 파괴하지 않는다는 것을 오랫동안 알아차렸습니다. 예를 들어 작은 도마뱀은 몇 년 후에도 살아날 수 있으며 자연 조건에서 그러한 절차를 거친 아주 작은 갑각류는 ... 천년의 잠에서 깨어납니다! 따라서 급속 냉동 식품이 식탁에서 신선해 보이는 것은 놀라운 일이 아닙니다! 많은 어려움없이 회사 "Novid-Ecoholod"는 냉장고에서 마이너스 120 ° C까지받습니다. 결과가 궁금합니다.

예를 들어 육류 시체는 장착되지 않은 마차에 최대 XNUMX일 동안 쉽게 보관할 수 있으며 마차에 가장 단순한 단열이 제공되는 경우 XNUMX일 모두 보관할 수 있습니다.

다른 이점도 있습니다. 프레온이 순환하는 일반 창고 또는 상점의 냉장실 벽을 따라 수십 미터의 얼음 금속 파이프가 어떻게 뻗어 있는지 누구나 보았을 것입니다. 공기 냉각기는 그렇지 않습니다. 그리고 네, 크기가 작습니다. 거의 모든 곳에서 배달 및 설치할 수 있습니다. 기계에서 나오는 차가운 공기의 분사는 어느 곳으로나 향할 수 있습니다. 예를 들어, 이 그림은 부패하기 쉬운 채소를 위한 팽창식 창고가 들판에 펼쳐져 있는 것을 보여줍니다. 풍부한 수확으로 인해 제품의 최대 80 %가 종종 현장에서 죽는다는 점을 감안할 때 이러한 설치의 이점은 특히 분명해집니다. 이러한 장비에 대한 막대한 수요를 감안할 때 회사는 이미 어선에서 생선을 급속 냉동하기 위한 여러 설비를 구축했습니다. 그건 그렇고, 우리나라에는 그러한 시설이 없기 때문에 잡은 물고기의 최대 50 %가 이제 손실됩니다!

프레온을 제거하는 방법
"Novid-Ecoholod" 회사의 냉장 장치는 가장 특이한 장소에 배치할 수 있습니다.

이제 식품 산업과 관련된 공기 냉각기의 효율성에 대한 몇 마디. 미래의 상점 주인이나 농부가 프레온 냉장고의 특성에서 일반적으로 제공되는 퍼레이드 수치와 실제로 얻은 것의 차이점을 이해하는 것이 유용합니다. 문제는 일반적으로 아직 얼음 껍질로 덮을 시간이 없었던 깨끗한 파이프로 테스트된다는 것입니다. 이러한 조건에서 처음 작동하는 동안 프레온 냉장고는 탁월한 효율성을 "증명"합니다. 그러나 파이프는 서리와 얼음으로 덮여 있습니다. 상품으로 채워진 냉장실을 한 달 동안 운영하면 "모피"의 두께가 너무 증가하여 에너지 소비가 1,5-2 배 증가합니다.

공기 냉각기에는 그러한 파이프가 없으며 유사한 문제가 없습니다. 따라서 장기간 보관할 경우 공기 냉각기는 경제성 측면에서 타의 추종을 불허합니다.

저자: A.Vargin

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