Компресійна холодильна машина, її пристрій та принцип роботи

Холодильна машина називається компресійною тому, що основним робочим вузлом є компресор, який приводиться в дію електродвигуном. Економічність її роботи залежить від компресора, оскільки він є головним споживачем енергії. циркулює холодильний агент. Основними частинами холодильної машини є: випарник, конденсатор, компресор, терморегулюючий вентиль; 8.4. Компресійна холодильна машина, її будова та принцип роботи 8.2. Компресійна холодильна машина:

/ - Регулюючий вентиль; 2— конденсатор; 3 — компресор; 4 — випарник Випарник - це теплообмінний апарат, в якому кипить холодильний агент і відбирає теплоту від охолоджуваного об'єкта. якого на 12-17 ° C нижче температури повітря охолоджуваного обладнання. За рахунок цієї різниці температур теплота від повітря передається хладону, він кипить, а повітря охолоджується. Компресор призначений для відсмоктування парів холодоагенту з випарника, стиснення їх та нагнітання в конденсатор. Він складається з циліндра, поршня та двох клапанів: всмоктуючого та нагнітального.Поршень здійснює у циліндрі зворотно-поступальний рух за допомогою електроприводу. При опусканні поршня збільшується обсяг робочої порожнини циліндра і тиск у ньому знижується. Внаслідок цього відкривається всмоктуючий клапан, циліндр заповнюється пароподібним холодильним агентом, що надходить від випарника. При русі поршня вгору його пари стискаються і за рахунок стиску нагріваються до плюс 50-60 ° C. При досягненні найбільшого тиску пари в циліндрі відкривається нагнітальний клапан, і гарячі пари холодоагенту виштовхуються в конденсатор. Конденсатор теплообмінний апарат, призначений для перетворення парів холодильного агента на рідину шляхом їх охолодження (конденсації). По виду охолоджуючого середовища конденсатори випускають з водяним та повітряним охолодженням. Конденсатори з примусовим рухом повітря мають вертикально розташовані плоскі змійовики із мідних або сталевих ореброваних труб. Природне повітряне охолодження застосовується лише у побутових холодильниках. Інтенсивність конденсації залежить від розміру площі поверхні конденсатора, що охолоджується, різниці температур хладонової пари і повітря приміщення, а також чистоти поверхні конденсатора. Забруднення конденсатора мастилами, пилом ускладнює теплообмін між холодильним агентом та зовнішнім повітрям. Терморегулюючий вентиль (ТРВ) забезпечує рівномірне надходження холодоагенту у випарник, розпорошує його, тим самим знижує тиск конденсації до тиску кипіння. Основними його частинами є голчастий клапан, що закриває доступ рідкого хладону з ресивера у випарник, і датчик, який стежить за температурою парів хладону на виході з випарника.При підвищенні температури, що є ознакою недостатнього заповнення випарника клапан вентиля автоматично відкривається, збільшуючи подачу рідкого хладону. Інший важливою функцією ТРВ є дроселювання (розширення рідини при закінченні через вузькі отвори) рідкого хладону. Дроселювання відбувається в кільцевій щілині між голчастим клапаном та сідлом вентиля. На даній ділянці різко падає тиск рідкого хладону, оскільки у випарнику підтримується нижчий тиск, ніж у конденсаторі та ресивері. При цьому тиск конденсації хладону знижується до кипіння. Відповідно знижується температура кипіння рідкого хладону.

• 1. Назвіть основні вузли компресійної холодильної машини та поясніть їх призначення.
• 2. Перерахуйте допоміжні апарати компресійної холодильної машини.
• 3. У чому полягає принцип роботи компресійної холодильної машини?

ХОЛОДИЛЬНІ МАШИНИ

Холодильною машиною називається сукупність пристроїв, необхідних для безперервного відведення теплоти від тіла, що охолоджується, і передачі її охолодному середовищі, що має нижчу температуру, ніж тіло, що охолоджується.

Холодильні машини поділяються на дві групи: компресійні - працюючі з витратою механічної енергії та абсорбційні - працюючі з витратою теплової енергії. Найбільше застосування у всіх галузях народного господарства мають компресійні холодильні машини.

Для відведення теплоти від середовища, що охолоджується, застосовують хімічну речовину холодоагент.

Як холодоагент використовують легкокиплячі рідини, що мають низьку температуру кипіння при атмосферному тиску. В даний час широко застосовуються хладагенти аміак і хладон R22.

Аміак - це безбарвний газ з різким запахом, що чинить подразнюючу дію на слизову оболонку.Тому при витоку його можна виявити по запаху. Аміак добре розчиняється у воді. Рідкий аміак та його розчини використовують у холодильних машинах середньої та великої продуктивності. Застосування аміаку як холодильного агента в машинах малої потужності обмежене, оскільки він має недоліки (отруйний, вибухонебезпечний, швидко запалюється).

Хладон R22 — безбарвний газ із слабким специфічним запахом, тому його витік із системи важко виявити. Він стає помітним лише за вміст його у повітрі понад 20 %. Хладон 22 легко проникає через нещільності, нейтральний до металів, вибухонебезпечний, але не горючий. При атмосферному тиску температура кипіння 400 °С. Гідність хладону R22 - нешкідливість, тільки при вмісті його в повітрі більше 30% з'являються ознаки отруєння організму через нестачу кисню.

Теплоізоляційні матеріали застосовують для теплоізоляції холодильних шаф, прилавків та вітрин, для максимального зменшення теплопритоку в обладнання, що охолоджується.

До теплоізоляційних матеріалів пред'являють такі вимоги: міцність, довговічність, стійкість, невелика вартість, низький коефіцієнт теплопровідності та теплоємності, нешкідливість, біостійкість, низька гігроскопічність. При виготовленні холодильного обладнання в промисловості застосовують такі теплоізоляційні матеріали: піноскло - пористу скляну масу, альфоль - гофровані алюмінієві листи, мінеральну пробку, пінопласт, азбест, руберойд та бітум.

Компресійні холодильні машини (рис. 15.1) складаються з наступних основних частин: випарника 1, конденсатора 4 компресора 2 регулюючого вентиля 5 і електродвигуна 3.

Випарник - пристрій, що має вигляд змійникової ребристо-трубної батареї, в якій відбувається кипіння холодоагенту в умовах низької температури за рахунок теплоти, що поглинається з навколишнього середовища. Випарник встановлюється всередині холодильної шафи у верхній частині.

Конденсатор - це пристрій, призначений для охолодження парів холодоагенту та перетворення їх на рідину. Для прискорення охолодження холодоагенту через конденсатор продувають повітря спеціальним вентилятором.

Компресор - пристрій, який відсмоктує пари холодоагенту з випарника і направляє їх у конденсатор у стислому стані. Компресор складається з циліндра, поршня та електродвигуна.

Регулюючий вентиль - пристрій, що регулює кількість рідкого холодоагенту, що подається у випарник. Крім того, регулюючий вентиль знижує тиск холодоагенту для забезпечення умов низькотемпературного кипіння.

Таким чином, всі основні частини холодильної машини пов'язані між собою замкнутою системою трубопроводів, в якій безперервно циркулює одну і ту ж кількість холодоагенту та його пари.

Для поліпшення режиму роботи схему холодильної машини включають ряд додаткових апаратів: ресивер, прилади автоматики та інших.

Фреонова автоматична компресійна машина (ФАК) в даний час застосовується для охолодження вітрин, шаф, камер, прилавків, випарники яких встановлюють всередині об'єкта, що охолоджується. Для зручності експлуатації та ремонту деякі пристрої поєднують в один вузол і називають агрегатом. Нині заводи випускають агрегати ФАК-1,5МЗ відкритого типу. Випарник і регулюючий вентиль розміщуються в камері охолодження, а інші деталі машини знаходяться на штампованій плиті та утворюють агрегат.Агрегат встановлюють поряд з камерою охолодження і з'єднують з випарником трубками, якими циркулює холодоагент.

Принцип роботи компресійної машини. Холодоагент, потрапивши у випарник, закипає, перетворюючись з рідкого стану на газоподібний. При цьому він активно поглинає теплоту від трубок та ребер випарника. Пари у випарнику відсмоктують за допомогою компресора, який направляє їх у стислому стані (6. 8 атм) у конденсатор. У конденсаторі за допомогою повітря, що охолоджується, холодоагент, маючи високий тиск, переходить

та рідкий стан. Рідкий холодоагент надходить у випарник через вентиль, що регулює, який знижує тиск і регулює його подачу.

Холодильні герметичні агрегати, що випускаються вітчизняною промисловістю, є досконалішими холодильними машинами з герметичними компресорами марок ФГК. Головна їх перевага в тому, що електродвигун та компресор знаходяться в одному герметичному кожусі та утворюють єдиний блок. Цей агрегат може працювати тривалий час, тому що у нього відсутні сальники, через які може проходити витік холодоагенту.

ФГК за своїми розмірами та масою значно менше ФАК. Досягається це за рахунок зменшення габаритних розмірів двигуна, відсутності передавального механізму та кращого охолодження його парами холодоагенту.

ФГК працює майже безшумно, не даючи вібрацій на фундамент.

Холодильні агрегати ВС відрізняються від агрегатів ФГК лише вужчим діапазоном робочої температури, меншою масою та габаритними розмірами конденсатора. Екранований герметичний агрегат ФГ-1,1 конструктивно виконаний так, що у герметичній порожнині знаходиться лише ротор електродвигуна. Винесення статора з герметичної порожнини спрощує його збирання та дає можливість швидкої заміни в процесі ремонту.Герметичні компресори є перспективними основними агрегатами холодильних машин, що застосовуються на підприємствах громадського харчування, оскільки вони мають меншу масу, габарити та споживають менше енергії.

Відсутність сальників у конструкції агрегату виключає витік холодоагенту та значно підвищує надійність його роботи.