Отримання холоду грунтується на використанні основного процесу теплотехнічного циклу, при якому поглинання тепла з навколишнього середовища (охолодження холодоносія) відбувається за рахунок випаровування рідкого хладагента, в якості якого в практиці штучного заморожування порід в основному застосовують аміак і фреон.
Аміак (NH3) має гарні термодинамічними якостями. Температура кипіння аміаку при атмосферному тиску-33,4 ° С. Аміак відрізняється різким характерним запахом і
надає шкідливий вплив на організм людини. Якщо в повітрі міститься понад 1% за обсягом аміаку, то, можливо отруєння. Аміак горючий і при вмісті його за обсягом в повітрі від 13,1 до 26,8% можливий вибух при наявності відкритого полум'я. Газоподібний аміак легший за повітря. Обслуговування холодильної машини, що працює на аміаку, вимагає строжайшегособлюденія правил техніки безпеки. Аміак є доступним і дешевим холодильним агентом. Він застосовується в. поршневих холодильних машинах різного призначення.
Фреони - це хлорфторзамещенние вуглеводні. Оригінальний ми вуглеводнями для отримання основних фреонів є метан (СН4) і Етан (СгН6). Властивості фреонів змінюються в залежності від співвідношення в них атомів фтору, хлору і водню.
Кожен фреон має номер, що відповідає його хімічної; формулою: Ф-12, Ф-22, Ф-21 і т. д.
Фреон володіє найменш фізіологічно шкідливими; властивостями і не має запаху і застосовується для поршневих компресорів будь-якої продуктивності. Однак фреон надзвичайно текуг і здатний проникати через найдрібніші нещільності. При цьому, дуже важко виявити витік фреону, тому що він не володіє запахом. Ця особливість пред'являє великі вимоги до ущільнень при монтажі холодильних установок, що працюють на фреоні.
Принципова схема заморожуюче станції, що працює за принципом одноступінчатого стиснення хладагента, показано на рис. 4.5.
Пари хладагента стискаються в компресорі 1 до тиску. 0,6-1,2 МПа (залежно від вживаного холодоагенту), в: результаті чого його температура підвищується до 80-100 - ° С. Хладагент з такими параметрами проходить через масловіддільник 2 і потрапляє в Міжтрубний простір конденсатора 3, в якому безперервно циркулює вода. У результаті охолодження пари; конденсуються і холодоагент переходить у рідкий стан. При. це тиск його приблизно залишається тим же, а температура знижується до 15-25 ° С залежно від витрати і температури: охолоджуючої води.
Рідкий холодоагент з конденсатора по трубопроводу 4 проходить через дросельної пристрій 5, а звідти по трубопроводах 6 надходить у випарник 7, де різко знижується тиск хладагента до 0,05-0,15 МПа. В результаті перепаду тиску холодоагент випаровується, а його температура знижується до температур мінус (30-20) ° С. Пари хладагента в міру випаровування піднімаються по змійовика випарника 8 і, пройшовши грязеуловітель 9 потрапляють через трубопровід 10 знову в компресор. На цьому закінчується безперервний цикл руху холодоагенту.
Перехід рідкого холодоагенту в газоподібний стан відбувається в випарнику 7 і трубопроводах 6 і 10 з великим поглинанням тепла (наприклад, 1 кг аміаку поглинає 1050-1134 кДж). Це тепло віднімається у холодоносія 11, який знаходиться в
ропні баку 12 і безперервно за допомогою розчинозмішувачі 13 діркулірует в міжтрубному просторі випарника 7. У результаті цього холодоносія охолоджується до негативної температури (20-25) ° С.
Охолоджений холодоносія насосом 14 нагнітається по магістральному трубопроводу 15 і розподільника 16 в кожну заморожуюче колонку 17. Циркулюючи по заморожуюче колонок, холодоносія віддає холод навколишнім гірських порід і заморожує їх, а сам нагрівається на 1-3 ° С в залежності від режиму заморожування. Пройшовши через колонки, холодоносія потрапляє в колектор 18, а потім у зворотний магістральний трубопровід 19, за якою він надходить для повторного охолодження у випарник 7.