1. Opisz obieg Carnota

Jest miernikiem stopnia doskonałości urządzenia chłodniczego, jest stopniem zbliże­nia jego biegu do odwróconego (lewobieżnego) o. Carnota - skład. się z 2 izoterm (odcinki 4-1 i 2-3) oraz 2 odwracalnych adiabat (odcinki 1-2 i 3-4). Czynnika chłodniczego podlega przemianom przebiegającym całkowicie w obszarze pary nasyconej mokrej.

W idealnym o. Carnota czyn podlega następuj przemianom termodynamicznym:

1) 1-2 - adiabat sprężanie pary - sprężarka zasysa z parownika p. nas. mokrą o ciśn p_o i temp T_o i kosztem włożonej pracy sprężania (/, - pole 1-2-3-5-1) spręża ją izentropowo do ciśn p₀ i temp T₀ oraz wtłacza do skraplacza czyn, który jest p. nas. suchą x=1);

2) 2-3 - izobaryczne i izotermiczne skraplanie pary - po odebraniu ciepła w il q_k od czyn chłod w skraplaczu przez powietrze lub wodę chłodzącą następuje jego wykropienie przy stałym ciśn skraplania p_k i T_k,. a w punkcie 3 osiąga stan cieczy wrzącej; ciepło oddane skraplaczu {q_k) odpowiada polu 2-3-a-b-2:

3) 3-4 - izentrop rozpręż cieczy - ciekły czynnik (ciś p_k i tem Tk) dopływa do rozprężarki i w wyniku pracy rozprężania (l_r pole 3-4-5-3) jednocześnie jego temp i ciś obniżają się do T₀ i p₀

4) 4-1 - izobar i izoterm parowanie cieczy - rozprężona ciecz dopływa do parownika, gdzie pobierając ze środow ochładzanego ciepło w il q_o, przedst polem 4-l-b-a-4, paruje przy stałym ciśn p₀ i T_o, stając się p.nas. mokrą.

2. Opisz obieg suchy

W obiegu suchym sprężarka zasysa parę nasyconą suchą, a proces sprężania odbywa się całkowicie w obszarze pary przegrzanej (adiabata 1-2). W obiegu tym przed izobar-izoterm skraplaniem (2'-3) musi nastąpić izobar ochłodzenie pary przegrzanej, aż do osiągnięcia temp nasycenia T_k (izobara 2-2'). Aby sprężarka mogła zasysać parę nasyconą suchą, czyn opuszczający parownik i będący na ogół wilgotną parą nasyconą musi być pozbawiony kropelek cieczy. Osuszania par dokonuje się w osuszaczu a oddzielona ciecz wraca do parownika. Stopień suchości x pary płynącej do sprężarki w dużym stopniu zależy od skuteczności działania osuszacza.

Współczynnik wydaj chłod (ε) dla obiegu suchego jest na ogół mniejszy niż dla obiegu mokrego o tej

samej jednostkowej wydajności chłodniczej (q_o), lecz jego wart rzeczywista dla obiegu suchego jest korzystniejsza z uwagi na mniejsze straty cieplnego oddziaływania ścian w cylindrze sprężar­ki, Z tego też względu w praktyce stosuje się prawie wyłącznie ob suchy.

3. Wymień i opisz elementy instalacji chłodniczej

Sprężarka- stosuje się przede wszystkim sprężarki śrubowe, które pozwalają na wyraźne zmniejszenie zużycia oleju.

Skraplacz- płaszczowo- rurowe i wyparne. Częściej stosowane są te drugie, gdyż są tańsze, prostsze i zużywają mniej energii. W okresie zimowym mogą pracować bez wody

Rozprężarka (tzw. element dławiący)-

Parownik- najważniejszy element, sprawność jego pracy decyduje o wydajności zamrażarki, wielkości ubytków masy produktu, szybkości zamrażania, ilości potrzebnej energii i pracochłonności.
4. Wydajność chłodnicza urządzenia chłodniczego

(Q₀) ilość energii cieplnej pobranej w parowniku przez krążący w obiegu czyn chłod­ w jednostce czasu:

Q_o = M * q₀

M - strumień masy (kg/s lub kg/h), czyli ilość czynnika krążącego

5. Moc teoretyczna sprężarki

moc teoretyczna potrzebna do realizacji obiegu, w którym praca sprężania jest pracą teoretyczną, a ilość krą­żącego czynnika rzeczywistą ilością krążącą w urządzeniu:

N_t = M * l_S

6. Współczynnik wydajności chłodniczej

(ε), wyrażony jako stosunek ilości ciepła pobranego (q₀) ze środowiska ochładzanego do wykonanej w tym celu pracy (l₀):

ε = q₀/l_ob

Wyrażenie to przedstawia wielokrotność efektu chłodniczego w stosunku do pracy sprężania.
7. Zalety i wady sprężarek śrubowych

Zalety: zdolność pracy przy wysokich stopniach sprężania i jednocześnie dużych współczynnika sprawności objętościowej; w przewodach ssawnych i tłocznych nie występuje pulsacja w przepływie pary; niska temperatura przegrzania sprężanych par, dzięki zastosowaniu wewnętrznego chłodzenia olejem; możliwość całkowitego odciążenia rozruchu i ciągłej

regulacji wydajności w granicach 0-100%; mała wrażliwość na zmienność obciążenia i uderzenia cieczy; daleko idąca redukcja części ruchomych, brak zaworów roboczych, bardzo ułatwiona obsługa; obrotowy ruch elementów sprężarki, brak sił masowych, sprężarki nie wymagają fundamentów; duża wydajność maszyn przy małych wymiarach; bardzo wygodne w układach automatycznych

Wady: nieco wyższy wskaźnik zapotrzebowania mocy, zwłaszcza przy zredukowanej wydajności; uciążliwe dla obsługi natężenie hałasu; konieczny specjalistyczny serwis, w przypadku awarii z powodu nieprawidłowej obsługi koszt naprawy bardzo wysoki; nieco wyższe koszty inwestycyjne na jednostkę mocy chłodniczej.
8. Zasada działania skraplaczy wyparnych

Wiązki gołych rur są zraszane od góry natryskiem wody obiegowej, która spływa po nich w dół, a jednocześnie strumień powietrza wywołany przez wentylatory biegnie w przeciwprądzie w górę. Dzięki efektowi parowania chłodzenie zwilżonej powierzchni jest bardzo intensywne i temperatura wody osiąga poziom zbliżony do temperatury termometru mokrego
9. Odszranianie parowników

Jest stosunkowo proste. Cały aparat zostaje ogrzany i parownik oszroniony gorącym gazem lub natryskiem wodnym bądź i jednym i drugim. Trudniejsze jest odszranianie komór-mroźni. Proces musi być szybki i sprawny, by nie pozostały resztki szronu i lodu, co grozi stopniowym zablokowaniem parownika. Taca ściekowa musi być izolowana i ogrzewana, a schemat stacji rozdzielczej tak zaprojektowany, by zapewnić prawidłowy przepływ gorącego gazu i odpływ skroplonej cieczy.

10. Układ ciśnieniowy

Ciekły czynnik jest doprowadzany do parowników pod wpływem różnicy ciśnień skraplania i parowania, przy czym ilość cieczy jest równa ilości wytworzonej pary. Dopływ cieczy jest regulowany zaworem termostatycznym, którego czujka jest umieszczona na przewodzie ssawnym parownika (reaguje na ustaloną temp przegrzania), lub pływakowym regulatorem poziomu, sterującym zaworem elektromagnetycznym (reaguje na określony poziom cieczy). Zaletą jest niski koszt budowy, oszczędność w wymiarach rur i w zapotrzebowaniu energii. Wadą małe

współczynniki wnikania ciepła i skomplikowany układ regulacji
11. Amoniak jako czynnik chłodniczy

Instalacje amoniakalne są najbardziej wydajne, oszczędne i łatwe w eksploatacji. Ma on dużą wydajność chłodniczą i duże ciepło parowania. Instalacje mają zatem małe zapotrzebowanie objętości skokowej sprężarek i minimalne średnice przewodów cieczowych i parowych. Amoniak ma bardzo mała rozpuszczalność oleju i jest on niego lżejszy co pozwala na łatwe usunięcie oleju. Wadą jest toksyczność i wybuchowość, dlatego nie może być stosowany tam gdzie względy bezpieczeństwa odgrywają zasadniczą rolę. Intensywna woń amoniaku pozwala na jego wykrycie w bardzo małym stężeniu. Nie jest groźny dla produktów spożywczych zamrażanych w tunelach lub składowanych w mroźniach, natomiast groźna jest jego obecność w atmosferze komory z produktami świeżymi.
12. Dwutlenek węgla jako czynnik chłodniczy

Powszechnie stosowany na początku XX w, zwłaszcza tam gdzie ważne były względy bezpieczeństwa. Jest obojętny dla środowiska, niepalny, niewybuchowy, nieszkodliwy dla zdrowia. Ciśnienia robocze sprężarek są znacznie wyższe niż przy użyciu innych czynników, stąd większe wymagania konstrukcyjne i większa masa urządzeń.
13. Zasilanie górne

Ciecz podawana do górnego kolektora zostaje rozdzielona między poszczególne wężownice i spływa nimi grawitacyjnie w dół, parując po drodze. Zalety: samoczynne odolejanie parownika, ułatwione i szybkie Odszranianie, automatyczne opróżnianie się parownika z cieczy, z chwilą przerwania zasilania czynnik spływa do zbiornika.
14. Zasilanie dolne

Ciecz wpływa do poszczególnych wężownic na zasadzie naczyń połączonych. Wady: wypełnienie parownika znaczną ilością cieczy, ciecz nie spływa samoczynnie do zbiornika, bardziej skomplikowane- Odszranianie i odolejanie utrudnione, wymiary oddzielacza cieczy znacznie większe. Pod względem sprawności układy nie różnią się od siebie.

---