Большая Советская Энциклопедия (ХО)

Холоди'льные теплоноси'тели, хладоносители, жидкие или газообразные вещества, применяемые в холодильных установках как промежуточная среда для переноса теплоты от охлаждаемого тела к кипящему в испарителе холодильной машины холодильному агенту (хладагенту). Установки с Х. т. применяются в тех случаях, когда непосредственное охлаждение тела с помощью кипящего хладагента оказывается невозможным, затруднительным или невыгодным, например при разветвлённости сети холодопотребителей или их удалённости от машинного зала. К Х. т. предъявляется ряд требований: низкая температура замерзания, небольшая вязкость, высокие значения теплоёмкости и теплопроводности, нетоксичность, взрывобезопасность, нейтральность к конструкционным материалам и т.д. В качестве Х. т. используются водные растворы солей (холодильные рассолы): хлорида натрия (для температур до —15 °С), хлорида магния (до —27 °С), хлорида кальция (до —45 °С). В низкотемпературных установках применяются антифризы и фреоны : водные растворы пропиленгликоля (до —47 °С) и этиленгликоля (до —60 °С), фреон-30 (до —90 °С), фреон-11 (до —100 °С). В установках для охлаждения (кондиционирования) воздуха при положительных температурах в качестве Х. т. используют воду.

  В. А. Гоголин.

Холодильные циклы

Холоди'льные ци'клы, обратные круговые термодинамические процессы, в результате которых теплота переходит от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой за счёт затраты работы. Х. ц. используются в холодильных машинах , холодильно-газовых машинах . Практически наиболее широко применяются Х. ц., основанные на испарении жидкости, использовании Джоуля — Томсона эффекта , расширении рабочего тела в детандере . С помощью этих Х. ц. можно получать низкие температуры, вплоть до ~ 0,3 К. Одним из наиболее энергетически выгодных (см. Холодильный коэффициент ) является обратный Карно цикл . К нему приближается цикл идеальной парокомпрессионной холодильной машины, представленный на рис . Цикл состоит из двух адиабатических процессов (1—2, 3—4 ) и двух изотермических процессов (4—1, 2—3 ). В этом цикле в испарителе холодильной машины происходит кипение хладагента (линия 4—1 ) при температуре T_o и давлении p_k за счёт теплоты охлаждаемой среды. Испарившийся хладагент отсасывается компрессором, адиабатически (энтропия S-const) сжимается в нём до давления p_k и температуры T_k (линия 1 —2 ) и подаётся в конденсатор , где происходит его конденсация (линия 2—3 ) при неизменных давлении и температуре. Отвод теплоты конденсации осуществляется охлаждающей жидкостью или воздухом. Полученный жидкий хладагент возвращается в испаритель через расширительный цилиндр — детандер, в котором происходит адиабатическое понижение давления и температуры (линия 3—4 ) до исходных значений (p и T ). Процесс сопровождается частичным испарением хладагента. В реальной парокомпрессионной холодильной машине, в отличие от идеальной, Х. ц. идёт с перегревом паров при сжатии в компрессоре, кроме того, вместо детандера здесь имеется регулирующий вентиль, и поэтому процесс расширения хладагента не адиабатический, а изоэнтальпийный. Всё это приводит к снижению значения холодильного коэффициента. Для повышения энергетической эффективности в реальных холодильных машинах применяются усложнённые Х. ц. В области умеренных температур охлаждения при одноступенчатом сжатии хладагента используют циклы с регенеративным теплообменом. Для достижения температур ниже —30 °С в парокомпрессионных холодильных машинах обычно применяют многоступенчатые, каскадные и др. Х. ц. Холод получают также с помощью Х. ц., в которых в процессе их осуществления не происходит фазовых превращений (испарение, конденсация) хладагента. В воздушно-расширительных холодильных машинах используется Х. ц., состоящий из двух адиабат и двух изобар. В этом цикле хладагент (воздух) засасывается из охлаждаемого помещения компрессором, адиабатически сжимается в нём и далее, пройдя охладитель, адиабатически расширяется в детандере и с температурой —70 °С и ниже поступает в охлаждаемое помещение, после чего цикл повторяется. Энергетически более выгодным является регенеративный Х. ц., состоящий из двух изотермических и двух изохорных процессов (обратный цикл Стирлинга); используется в холодильно-газовых машинах типа «Филипс» и позволяет получать криогенные температуры.

  Лит.: Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.

  В. А. Гоголин.

Холодильный цикл идеальной парокомпрессионной машины: r — давление; i — энтальпия.

Холодильный агент