Принцип работы холодильного оборудования: Принцип работы холодильной машины

15.05.2021 автор alexxlab

Содержание

Принцип работы холодильной машины

Дата публикации: 23.10.2019 16:00

В последние годы производство холода набрало высокие темпы роста. Холодильные машины постоянно модернизируются и дорабатываются. Их повсеместно используют в промышленности, торговле и в бытовых нуждах. Имея холодильную машину на производстве, в магазине, на складе или просто домашний холодильник, мало кто задумывается о принципе его работы. Устройству холодильной машины и будет посвящена эта статья.

Так из чего же состоит и как работает холодильная машина, разберем по порядку.

Холодильная машина обычно состоит из трех основных узлов: компрессор, испаритель и конденсатор.

1. Компрессор — это своеобразный насос, который отсасывает пары хладагента из испарителя, сжимает газ и подает его в конденсатор.

2. Конденсатор — это теплообменник (трубный, кожухо-трубный или пластинчатый), в котором пары хладагента конденсируются до жидкого состояния.

В процессе конденсации выделяется много тепла которое нужно отводить из системы во внешнюю среду. Для этого используется воздух или жидкость.

3. Испаритель — представляет собой теплообменный агрегат, который поглощает тепло из окружающей среды. Испаритель является тем самым участком системы где и получается необходимый холод. Может, как и конденсатор, быть по-разному устроен (трубный, кожухо-трубный или пластинчатый).

4. Дополнительные приборы учета КИПиА, фильтры и ресивер, запорные вентили.

Принцип работы холодильной машины:

Холодильный (фреоновый) контур установки представляет собой замкнутую герметичную систему, в которой с помощью хладагента (фреона) осуществляется круговой процесс переноса тепла.

Компрессор всасывает из испарителя и сжимает пары хладагента. Сжатые пары хладагента поступают в конденсатор, где передают тепло проходящему через него охлаждающему воздуху или жидкости, охлаждаются и конденсируются.

Из конденсатора хладагент в жидком состоянии попадает в ресивер, а из него по жидкостной магистрали к терморегулирующему вентилю (ТРВ). Проходя через ТРВ, жидкий хладагент дросселируется, превращаясь в парожидкостную смесь с низкой температурой, и попадает в испаритель, где происходит его кипение за счет подвода к нему теплоты от охлаждаемой жидкости или воздуха. Пары хладагента, образующиеся в процессе кипения, поступают вновь в компрессор.

Ниже представлена принципиальная схема работы холодильного агрегата с подписанным оборудованием и основными узлами.

Процесс носит цикличный и непрерывный характер во время работы холодильной машины.

В промышленности и быту используются разнообразнейшие вариации исполнения и мощности холодильных машин. Широкий ассортимент различающихся по мощности и исполнению, а так же по наличию дополнительных узлов и приборов КИПиА, постоянно дополняется и усовершенствуется.

Принцип работы остается неизменным, меняется, в основном, только исполнение. Так же меняются хладагенты, постоянно появляются новые, более экологичные и производитнльные виды хладагентов.

Принцип работы холодильной машины, описание торгового холодильного оборудования

Соблюдение условий хранения продуктов питания – один из главных принципов работы продуктового магазина, ресторана, кафе, столовой, бара.

Это не только репутация заведения, но и условие его существования.

Большинство хранимых продуктов, полуфабрикатов, напитков, требует их размещения в температурных режимах ниже, чем температура окружающей среды. Для удовлетворения этой необходимости используется холодильное оборудование. Холодильное оборудование, в зависимости от температурного режима использования делится на среднетемпературное и низкотемпературное.

Основной частью любого холодильного оборудования является холодильная машина.

Холодильная машина – совокупность узлов и механизмов, коммуникаций и деталей, которые, работая как единый механизм, создают пониженный уровень температуры в заданном пространстве.

Принцип работы холодильной машины – целый комплекс процессов внутри оборудования, который способствует его непрерывной работе и обеспечивает стабильный температурный режим.

Устройство холодильной машины

Процесс охлаждения основан на методе цикличности. Элементы оборудования, которые участвуют в реализации рабочего цикла – это:

Испаритель – теплообменный узел холодильной машины, в котором происходит кипение охлаждающего вещества. Охлаждающее вещество, попадая в испаритель, закипает, отбирая, таким образом, тепло из окружающей среды и превращаясь в парообразный вид. Испаритель располагают в непосредственной близости от пространства или продукта, который необходимо охладить.

Компрессор – основной узел и сердце холодильной машины, задача которого – создавать циркуляцию охлаждающего вещества. Компрессор включает электрический двигатель и механическую часть, которая отвечает за всасывание из испарителя и выталкивание охлаждающего вещества под давлением к конденсатору.
Конденсатор – узел холодильной машины, теплообменник, предназначенный для отвода тепла от конденсирующихся паров охлаждающего вещества во внешнюю среду. Конденсаторы имеют вьющуюся форму для наиболее эффективного контакта охлаждающего вещества с окружающим пространством вне холодильной системы и превращения, таким образом, холодильного вещества из парообразного в жидкий вид.

Капиллярная трубка – предназначена для снижения давления жидкого охлаждающего вещества перед его входом в испаритель. Происходит снижение давления от давления конденсации до давления кипения.
Фильтр-осушитель – устанавливается на входе жидкого холодильного вещества в капиллярную трубку для предотвращения попадания твердых частиц и влаги в капиллярную трубку.

Помимо этих основных устройств, для работы необходимо наличие, таких составляющих, как:

Терморегулятор – предназначен для включения/выключения компрессора в автоматическом режиме и, таким образом поддержания заданной температуры в пространстве охлаждения.

Вентиляторы (обдува конденсатора, обдува пространства охлаждения) – предназначены для принудительного нагнетания воздуха. Вентилятор обдува конденсатора предназначен для нагнетания холодного воздуха с окружающей среды сквозь ребра конденсатора для более эффективного охлаждения конденсатора. Вентилятор, который же работает непосредственно в зоне охлаждения, призван обеспечить циркуляцию воздуха внутри зоны охлаждения и прохождение его через охлаждающую зону испарителя.

Хладагент – холодильное вещество для работы холодильного оборудования.

Его главная особенность и уникальность – низкая температура кипения. В качестве хладагена чаще всего используют фреоны R-134а, R-404а, R507, R449 и другие.

В качестве энергосберегающего хладагента в коммерческой холодильной технике широко используется пропан R290.

Для непрерывной работы оборудования необходимо наличие всех вышеперечисленных элементов, которые работают как единое целое.

В случае полной исправности каждого из них, техника в целом работает без сбоев, поддерживая заданную температуру.

Принцип работы холодильной машины

Основные процессы, которые проходят внутри сложного механизма, работают в цикличном режиме. Между собой узлы соединяются при помощи герметичной трубопроводной обвязки. Хладагент, подается по этому контуру. Его способность кипеть в условиях низких температур способствует процессу парообразования и отнятием тепла в среде, где помещено теплообменное оборудование, что сопровождается её охлаждением.

Принцип работы холодильной машины заключается в цикличном прохождении нескольких этапов:

В процессе кипения образуются пары холодильного агента
Они перемещаются в компрессор, там сжимаются и поступают в конденсатор
Далее – рабочая среда перемещается через фильтр-осушитель и капиллярную трубку в испаритель.
В испарителе происходит кипение хладагента, в процессе которого отбирается тепло с окружающего пространства.
Процесс замыкает цикл и идет по кругу

Эффективность цикла охлаждения можно оценить при помощи применения коэффициента полезного действия, или же при помощи коэффициента термической (термодинамической) эффективности.

Может быть вычислен коэффициент эффективности как соотношение изменения теплосодержания хладагента в испарителе к изменению теплосодержания хладагента в процессе сжатия.

Для подбора холодильного оборудования с учетом необходимых параметров, оптимально обратиться к профессионалам. Они подскажут, на что следует обратить внимание, посоветуют модели и производителей, а также – помогут подобрать установку в оптимальном соотношении цены и качества.

Товары, которые могут Вас заинтересовать

◄

Консультация

►

OLTEBA — надежный поставщик холодильной и морозильной техники, холодильных машин для магазинов, кафе и других направлений бизнеса. Многолетний опыт работы в данной сфере, налаженные связи с производителями, глубокие знания в технических нюансах каждой модели позволяют подбирать для клиентов оптимальное оборудование, которое соответствует индивидуальным запросам. Работаем, как с небольшими заказчиками, так и крупными компаниями, предоставляем услуги по подбору, доставке и установке холодильного и другого оборудования «под ключ». Соблюдаем сроки, делаем работу качественно, предоставляем гарантию. Оказываем сервисное обслуживание техники. Обращайтесь, с нами удобно, просто и надежно строить бизнес!

Принцип работы холодильного оборудования

Процесс охлаждения в кондиционерах происходит за счет поглощения тепла при кипении жидкости. Конечно же, когда мы слышим «кипящая жидкость», мы представляем себе, что она горячая. Правда не всегда верно то, что кажется истиной на первый взгляд.

Как известно, давление окружающей среды влияет на температуру кипения жидкости. Более высокое давление поднимает температуру кипения жидкости, и более низкое давление опускает ее. Т.е возникает прямая взаимосвязь: чем выше давление, тем выше температура; чем ниже давление, тем ниже температура. Чтобы было более понятно, приведем пример. Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 атм), при таком давлении вода кипит при плюс 100°С. А в горах, где давление пониженное на высоте 7000-8000 м, вода кипит уже при температуре плюс 40-60°С.

Так же, следующий факт. Разные жидкости,находясь в одинаковых условиях, имеют разную температуру кипения.

Рассмотрим фреон R-22, широко применяемый в холодильных агрегатах.

Как выше говорилось, процесс кипения- это горячее состояние. Фреон кипит только при низких температурах. При нормальном атмосферном давлении температура кипения фреона равна минус 4°,8°С.

Если жидкий фреон поместить в открытый сосуд, находящийся в нормальном атмосферном давлении и температуре окружающей среды, то он немедленно вскипит. В процессе кипения он будет поглощать большое количество тепла из окружающей среды или любого материала, с которым будет находится в контакте.

В холодильном агрегате фреон помещен в закрытое пространство, специальный теплообменник, где он и кипит. Этот теплообменник называется испаритель. Находясь в трубках испарителя, кипящий фреон активно поглощает тепло от воздушного потока, омывающего наружную поверхность трубок.

На примере фреона R-22 разберем процесс конденсации паров жидкости. Давление окружающей среды влияет на температуру конденсации паров фреона, так же, как и на температуру кипения. Более высокое давление дает более высокую температуру конденсации. При давлении в 23атм конденсация паров фреона R-22 достигает температуры плюс 55°С. Как и любая другая жидкость,которая сопровождается выделением большим количества тепла в окружающую среду, так процесс конденсации фреоновых паров, применителен к холодильной машине. происходит передача этого тепла потоку воздуха или жидкости в специальный теплообменник, называемый конденсатором.

Для постоянной работы процесса кипения фреона в испарителе и охлаждения воздуха, а также процесс конденсации и отвод тепла в конденсаторе были непрерывными, необходим постоянный «подлив» в испаритель жидкого фреона, а в конденсатор постоянная подача паров фреона. Именно этот цикл,непрерывный процесс, осуществляется в холодильной машине.

Основная часть холодильных машин базируется на компрессионном цикле охлаждения, основой конструктивного элемента которого являются компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (капиллярная трубка), и представляющую собой замкнутую систему соединенную трубопроводами, в которой компрессор осуществляет циркуляцию хладагента (фреона). Помимо обеспечения циркуляции хладагента, компрессор поддерживает в конденсаторе высокое давление порядка 20-23 атм.

Таким образом все очень просто. Фреон кипит, холодильная машина морозит или охлаждает. Процесс идет.

Служба 004 выполняет: ремонт стиральных машин, вскрытие замков, ремонт телевизоров, ремонт холодильников и другие услуги.

Парокомпрессионные холодильные системы: принцип работы и компоненты

Работа парокомпрессионной холодильной системы основывается на нескольких основных принципах. Её способность охлаждать в основном базируется на циркуляции хладагента – рабочего вещества, которое переносит тепло по непрерывный системе трубок. Поскольку тепло постоянно нужно отводить от продуктов и объема, в котором они хранятся к холодной, хладагент может непрерывно двигаться, обеспечивая в холодильнике среду с пониженной температурой. Основными принципами работы холодильника являются:

Теплопередача
Поскольку тепло постоянно передается от относительно теплых предметов к более холодным, внутренняя среда холодильника охлаждается благодаря отбору тепла еще более холодной поверхностью испарителя. Испаритель охлаждается хладагентом, который на данном этапе цикла является газом. Отбирая тепло холодильной камеры, хладагент переносит его наружу, продолжая движение по трубке. В результате температура внутри холодильника падает. Для оптимизации эффекта охлаждения, трубка имеют спиральную форму, что увеличивает ее площадь и возможность теплопередачи.
Сжатие и конденсация
После того, как хладагент проходит через трубки холодильника, он нагревается и, покинув холодильную, поступает в компрессор. Компрессор еще более нагревает хладагент, сжимая газ. Горячий сжатый хладагент затем поступает в охладитель на внешней стороне холодильника — конденсатор. Проходя через конденсатор, хладагент выделяет тепло в окружающий воздух. Когда хладагент полностью проходит через теплообменник конденсатора, его температура падает настолько, что он опять превращается в жидкость.
Испарение
Когда жидкость испаряется, ее температура резко падает. На этом принципе основана работа расширительного клапана, который работает как распылитель спрея. Расширительный клапан распыляет жидкий хладагент на крошечные капельки, которые тут же испаряются, резко понижая свою температуру. После этого хладагент вновь поступает в испаритель, начиная новый цикл охлаждения.

В некоторых коммерческих и промышленных холодильных системах тепло, отбираемое у охлаждаемой камеры и выделяемое компрессором, используется для отопления помещений. Это позволяет сократить расходы на отопление.

Рис. Холодильный цикл парокомпрессионной холодильной машины. Тепло может использоваться для отопления.

Компоненты парокомпрессионного холодильного оборудования

Основными узлами парокомпрессионного холодильного оборудования являются компрессор, испаритель, конденсатор и терморегулирующий вентиль.

Компрессор

Холодопроизводительность холодильника и объёмная производительность компрессора

Мощность парокомпрессионной холодильной машины определяется ее холодопроизводительностью — количеством теплоты, которое она отнимает от охлаждаемого объекта за единицу времени. Холодопроизводительность холодильной машины при заданном хладагенте и температурном режиме ее работы пропорциональна объёмной производительности ее компрессора — количеству теплоты, нужному для испарения килограмма хладагента за единицу времени при заданных термодинамическом цикле и температуре кипения и конденсации хладагента.

В парокомпрессионной холодильной машине одним из основных узлов является компрессор. Его задача – сжимать газообразный хладагент, что повышает его температуру, и поддерживать его давление в конденсаторе, что обеспечивает циркуляцию хладагента.

В системе охлаждения компрессор находится между двумя группами трубок – катушками испарителя и конденсатора. В зависимости от конструкции оборудования, компрессор обычно располагается в задней части холодильника или рядом на полу. Когда компрессор включается, шум его работы обычно может быть слышен. Охлаждение в морозильной камере или холодильнике происходит только в том случае, если компрессор работает должным образом.

Работа компрессора контролируется с помощью термостата внутри морозильной камеры. Он заставляет компрессор периодически включаться и выключаться в течение дня. Из-за этого компрессор со временем, может столкнуться с проблемами и выйти из строя, что потребует технического обслуживания. Высокая температура сжимаемого газа может привести к изменению свойств смазки, что также может препятствовать эффективной работе.

Конденсатор и испаритель

Если компрессор обеспечивает движение хладагента по холодильному циклу, то конденсатор и испаритель служат для обмена теплом между хладагентом и окружающей средой. О работе конденсатора и испарителя — вы можете узнать из статьи Теплообменная аппаратура холодильного агрегата — конденсатор и испаритель.

Терморегулирующий (дроссельный) вентиль

Терморегулирующий вентиль (сокращенно ТРВ) регулирует количество хладагента, поступающего из конденсатора в испаритель так, чтобы хладагент полностью превращался в пар в испарителе. Для того чтобы гарантировать, что из испарителя в компрессор не попадут капли жидкости, хладагент не только нагревается до температуры кипения, но и подвергается перегреву до достижения определенной температуры выше температуры насыщения. Температура хладагента на выходе из испарителя контролируется специальным датчиком, который регулирует открытие и закрытие клапана вентиля. Клапан закрыт пружиной, а датчик, выполненный в виде колбы, заполнен газом, аналогичным хладагенту. При увеличении температуры газа в датчике давление в нем растет, и клапан открывается, а при понижении температуры (и, соответственно, давления) – закрывается.

Терморегулирующий вентиль является ключевым элементом холодильного цикла. Чтобы жидкий хладагент мог перейти в газообразную фазу а его температура – упасть, в испарителе должно поддерживаться низкое давление.

Рис. Охлаждаемая камера и холодильный агрегат.

Вспомогательная аппаратура

Кроме терморегулирующего вентиля бесперебойная работа холодильных машин обеспечивается ресивером, отделителем жидкости, фильтрами-осушителями, регулятором давления и термостатом. Ресивер является резервуаром, в котором хладагент собирается перед поступлением в терморегулирующий вентиль, и служит для равномерности его подачи. Отделитель жидкости устанавливается перед компрессором для его защиты от попадания капель хладагента. Фильтры-осушители очищают хладагент от загрязнений и предотвращают попадание твердых частиц в компрессор. Паровые фильтры устанавливают на всасывающей линии компрессора, а жидкостные – после ресивера перед терморегулирующим вентилем. Регулятор давления (прессостат) защищает компрессор от низкого давления всасывания и повышенного давления нагнетания. Термостат служит для периодического включения и выключения компрессора. Цифровой дисплей электронного термостата позволяет следить за температурой и текущим состоянием системы.

Правила эксплуатации холодильного оборудования

Устройство холодильной установки

Современные холодильные установки состоят из следующих узлов: компрессора, ресивера и пускозащитной аппаратуры; конденсатора; испарителя; фильтра-осушителя; соленоидного и терморегулирующего вентиля; медных трубопроводов; щита и блоков управления. Все элементы промышленного холодильного оборудования образуют между собой замкнутую герметичную систему, которая заполнена холодильным агентом. Испарители и конденсаторы холодильной установки воздухоохлаждаемые, их обдув осуществляется вентиляторами. Соединительные трубки выполнены из меди, ребра конденсатора – из сплава на основе алюминия.

Принцип работы холодильной установки

Основа работы холодильной установки – физическое явление поглощения тепла при испарении жидкости, термодинамический холодильный цикл. Хладагент вскипает в испарителе, интенсивно поглощая тепло. Для его отвода применяется ребристый теплообменник – конденсатор. Удаляет пары хладагента из испарителя и создает необходимое для их конденсации давление – компрессор. Подача жидкого холодильного агента в испаритель регламентируется с помощью регулятора. Цикл работы непрерывен – кипение при низком давлении и образование пара, отвод паров и сжатие при повышенном давлении, конденсация, поступление жидкого хладагента в испаритель.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Рабочий ресурс промышленного холодильного оборудования, бесперебойность работы, поддержание заданных температурных режимов находятся в прямой зависимости от правильной эксплуатации, содержания в надлежащем состоянии, использования согласно прямому назначению.

Монтаж холодильной установки должен производить специалист, имеющий право осуществления данного вида работ. Устанавливают оборудование в сухом месте, не подверженном воздействию прямых солнечных лучей, в удалении от отопительных приборов на расстояние не меньше 2 м. Обязательно надежное заземление машины.

Контроль технического состояния, соблюдения персоналом предприятия правил эксплуатации холодильного оборудования выполняет ответственное лицо, назначенное руководством.

Обязанности ответственного лица:

Знать устройство и принцип работы установки;
Выполнять включение и останов холодильной машины;
Осуществлять контроль работы оборудования, его технического и санитарного состояния;
Контролировать соблюдение обслуживающим персоналом правил техники безопасности, знать основы оказания первой медицинской помощи пострадавшим.

Правила технической эксплуатации холодильных установок:

Продукты подлежат хранения в штабелях.
Между горизонтальными рядами тары вдоль движения воздуха необходимо прокладывать рейки, между штабелями – оставлять вертикальные зазоры величиной ~ 100 мм. Эта мера необходима для предупреждения застойных явлений. Расстояние продуктов от стен установки, испарителей и датчиков – не менее 300 мм.
При работе грузоподъемных устройств требуется учитывать нагрузку на пол.
Необходимо строго соблюдать нормы загрузки продуктов, режимов их хранения, определенных техническими характеристиками установки.
Периодический уход за конденсатором должен производиться при отключении машины от электропитания;
Требуется контролировать состояние и уровень компрессорного масла, состояние испарителей, уровень хладагента, герметичность трубопроводов;
Обязателен контроль номинальной электрической мощности питающей энергосети, перекоса фаз, отклонений напряжений.
Необходимо исключить подключение к автомату, от которого запитана машина, других потребителей электроэнергии.
Техническое обслуживание холодильной установки состоит в правильной загрузке, контроле температурных режимов, периодической санитарной обработке внутренних поверхностей камеры.

Меры безопасности

При эксплуатации холодильной установки запрещено:

Допускать лиц, не прошедших специальный инструктаж, к осмотру и обслуживанию машины, регулировке параметров;
Касаться вращающихся частей агрегата в процессе его работы;
Удалять с испарителя иней с помощью ножей, скребков и другими механическими способами;
Загромождать холодильное оборудование, подступы и проходы к нему посторонними предметами во избежание прекращения нормальной циркуляции воздуха.

Срок службы холодильного оборудования

Общеизвестный факт, что самым дорогостоящим элементом холодильной установки является компрессор. При строгом соблюдении всех правил эксплуатации известные производители гарантируют высокий рабочий ресурс оборудования. По заявлению ведущих компаний, изготавливающих холодильные машины, срок службы составляет не менее 30 лет. Повышенный рабочий ресурс имеют герметические спиральные компрессоры, что обуславливается низким уровнем вибрации и шума.

Принцип работы и конструкция кондиционера

МОНТАЖ, РЕМОНТ и СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ систем кондиционирования

Тел: 8(495)771-29-95, 8(926)882-99-48, 8(926)388-94-58 E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Перейти в каталог кондиционеров

Скачать прайс по кондиционерам (Excel)

Принцип работы и конструкция кондиционера;

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Чтобы понять, каким образом происходит этот процесс, рассмотрим принципиальную схему холодильной машины (кондиционера).

Основными узлами кондиционера являются:
Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.
Конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).
Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).
Регуляторпотока (ТРВиликаппилярнаятрубка) — понижает давление фреона перед испарителем.
Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Они используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Эти компоненты соединены между собой медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует фреон, меняя агрегатное состояние при периодически изменяющихся температуре и давлении. В каждом цикле имеется два определенных уровня давления. На стороне высокого давления происходит конденсация хладагента и находится конденсатор, где горячий хладагент, обдувается воздухом окружающей среды, и за счет этого охлаждается. На стороне низкого давления находится испаритель, где жидкий хладагент испаряется и превращается в пар при t=0°C, отбирая тепло у комнатного воздуха. Граница между областями высокого и низкого давления проходит в двух точках — на выходе из компрессора и на выходе из регулятора потока.

Данная схема является общей для всех кондиционеров независимо от типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан, который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.

Смотрите также:

холодильное оборудование и расходные материалы

Компрессор — один из основных элементов холодильной машины и холодильное оборудование. Он служит для сжатия холодильного агента от давления кипения Pо до давления конденсации P_к. Кроме того, компрессор отсасывает пар из испарителя и этим обеспечивает пониженное давление и температуру кипения холодильного агента, а нагнетая в конденсатор, создает необходимые условия для сжижения газа.

Обязательным условием для создания заданного пониженного давления и температуры кипения в испарителе является отсос всего пара, образовавшегося в нем при восприятии тепла от охлаждаемой среды. Поэтому производительность компрессора должна соответствовать производительности испарителя.

Производительность холодильный компрессор холодильного компрессора в отличие от газового компрессора выражается не только массой или объемом засасываемого в единицу времени пара, но и холодопроизводительностью машины, т. е. количеством тепла, воспринятого от охлаждаемой среды в единицу времени Q₀Bt (ккал/ч), которое вызвало образование пара, засасываемого компрессором.

Компрессор всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору. В зависимости от условий работы холодильной машины, давление паров хладагента на выходе компрессора может составлять 15-25 атм, а температура 70-90°С.

Важной характеристикой компрессора является степень сжатия и объем хладагента, который нагнетается компрессором. Степень сжатия определяется как отношение максимального давления на выходе компрессора к максимальному давлению на входе.

По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных машинах, могут быть разделены на две основные категории:

поршневые;
ротационные, спиральные SCROLL, винтовые.

Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет, возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения рабочих органов, соответственно пластин, спиралей и винтов.

Компрессоры поршневые

Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры. Схема работы такого компрессора показана на рисунке.

Сжатие газа обеспечивается поршнем (3) при его движении вверх по цилиндру (4). Перемещение поршня обеспечивается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5). Всасывающие и выпускные клапаны открываются и закрываются под действием давления газа.

Фаза всасывания хладагента показана на рис. 3.5, а. Поршень (3) начинает опускаться в цилиндре (4) от верхней т.н. «мертвой точки». При движении поршня вниз, над поршнем создается разрежение и парообразный хладагент через открытый впускной клапан (10) всасывается в цилиндр.

Фаза сжатия и выпуска разогретого пара высокого давления показана на рис. 3.5, б. Поршень двигается в цилиндре вверх и сжимает пар. Выпускной клапан (1) открывается, и пар под давлением выходит из компрессора. Конструкция цилиндра такова, что поршень никогда не касается головки клапанов (10), всегда оставляя некоторое свободное пространство, называемое «мертвым объемом».

Поршневые компрессоры производятся в различных модификациях. В зависимости от типа конструкции и от типа электродвигателя различают компрессоры:

герметичные
полугерметичные
открытые.

В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Мощность таких компрессоров может составлять 1,7-35 кВт. Они широко используются в холодильных машинах малой и средней мощности.

В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор закрыты, соединены напрямую и расположены по горизонтали в едином разборном контейнере. Эти компрессора производятся в широкой гамме мощностей от 30 до 300 кВт. В случае повреждения можно вынимать электродвигатель, получая доступ к клапанам, поршню, шатунам и другим поврежденным частям. Они широко применяются в холодильных машинах средней и средне-большой мощности.
В открытых компрессорах электродвигатель расположен снаружи (вал с соответствующими сальниками выведен за пределы корпуса). Соединение электродвигателя с компрессором может быть прямым (в линию) либо через трансмиссию.

Охлаждение электродвигателя герметичных и полутерметичных компрессоров производится самим же всасываемым хладагентом.

Регулирование мощности холодильной установки может выполняться как в режиме «пуск-остановка», так и с плавной регулировкой скорости вращения компрессора, с использованием специальных устройств, называемых инверторами.

В полугерметичных компрессорах регулирование мощности может обеспечиваться также перепуском газа с выхода на вход либо закрытием всасывающего клапана одного или нескольких цилиндров.

Для привода компрессора используются, в зависимости от мощности, однофазные с конденсаторным пуском или трехфазные электродвигатели.

Основным недостатком поршневого компрессора является наличие пульсаций давления паров хладагента на выходе из компрессора, а также большие пусковые нагрузки. Поэтому электродвигатель должен иметь запас мощности для пуска компрессора и иметь акустическую защиту для снижения уровня шума.

Количество запусков компрессора является наиболее критичным для его срока службы. Именно на режиме запуска происходит большее количество отказов, поэтому система управления холодильной машины ограничивает время между повторными пусками компрессора (как правило, не менее 6 мин) и время между остановом и повторным пуском (2-4 мин).

Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПРЕССОРЫ

Современные парокомпрессионные системы для комфортного охлаждения и промышленного охлаждения используют один из нескольких типов компрессоров: поршневой, ротационный, винтовой (винтовой), центробежный и спиральный.

В некоторых системах компрессор приводится в действие внешним двигателем (называемым системой с открытым приводом или открытым приводом). Компрессорные системы с открытым приводом легче обслуживать, но использование уплотнения на приводном конце коленчатого вала компрессора может быть источником утечек.В открытых системах привода обычно используются клиновые ремни или гибкие муфты для передачи мощности от двигателя к компрессору.

Вторая основная категория — это герметичная система, в которой двигатель размещается внутри корпуса с компрессором. В герметичных системах двигатель охлаждается парами хладагента, а не наружным воздухом, картер служит впускным коллектором, и впускные клапаны не нужно напрямую подключать к линии всасывания. В герметичных системах меньше проблем с утечками, чем в открытых, поскольку в них нет уплотнения картера.Однако герметичные компрессоры труднее обслуживать, хотя некоторые компоненты, которые могут выйти из строя, обычно размещаются вне корпуса. Эти компоненты соединены с компрессором и двигателем с помощью герметичных устройств. Двигатели в герметичных системах не должны излучать электрическую дугу (поэтому они не могут использовать щетки), поскольку они могут загрязнить хладагент и вызвать возгорание двигателя.

Герметичные системы подразделяются на 1) полностью герметичные или 2) исправные герметичные (полугерметичные). Многие герметичные компрессоры имеют сварной корпус, который не подлежит обслуживанию.В случае выхода из строя мотора или компрессора необходимо заменить весь агрегат.

Полугерметичные системы обычно используются в больших поршневых, центробежных, винтовых и спиральных компрессорах. Корпус в полугерметичной системе скреплен болтами и прокладкой и может быть разобран для основных операций по обслуживанию.

КОМПРЕССОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Компрессоры выделяют значительное количество тепла в процессе сжатия пара хладагента. Большая часть движется с паром под высоким давлением к конденсатору, но головка компрессора также должна избавляться от нежелательного тепла, чтобы оставаться в пределах безопасных рабочих температур. Обычно это достигается либо с помощью плавников, либо с помощью каналов для воды.

В герметичных и полугерметичных системах линия всасывания подает поток холодного хладагента к головкам цилиндров. Таким образом, температура и давление всасываемого газа имеют решающее значение для поддержания надлежащей температуры корпуса компрессора. Температура всасываемого газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 65 град. F (18 ° C) для низкотемпературной установки или 90 ° C. F (32 ° C) в высокотемпературной системе. Более горячий газ менее плотен и будет поглощать меньше тепла в компрессоре, поскольку разница температур между двигателем компрессора и всасываемым газом меньше.Устройство отключения по низкому давлению должно защищать двигатель от недостаточного давления в линии всасывания.

Компрессоры с открытым приводом с воздушным охлаждением можно охлаждать, помещая их непосредственно в патрубок вентилятора конденсатора. Альтернативой является использование вентилятора для охлаждения компрессора. В компрессорах с водяным охлаждением могут использоваться головки с рубашкой, позволяющие воде циркулировать через головку.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

В центробежных компрессорах

используются рабочие колеса, которые быстро вращаются и выбрасывают хладагент от центрального впускного отверстия, используя силу, называемую центробежной силой.Центробежная сила использует принцип, который, например, позволяет вам раскачивать заднюю часть головы, не проливая на нее воду. Поскольку каждое рабочее колесо добавляет относительно небольшое давление, несколько рабочих колес часто собираются вместе, чтобы создать необходимое давление на стороне высокого давления (давление нагнетания).

Центробежные компрессоры используются в больших системах, часто в полугерметичных или открытых конфигурациях. Компрессор может работать в системе с положительным давлением всасывания или в вакууме, в зависимости от используемого хладагента и желаемой рабочей температуры испарителя. Большие центробежные системы могут поставляться уже заправленными хладагентом и маслом.

Центробежный компрессор не имеет шатунов, поршней и клапанов; поэтому подшипники вала — единственные места, подверженные износу. Давление на выходе компрессора зависит от плотности газа, диаметра и конструкции рабочего колеса, а также скорости вращения рабочего колеса. Рабочие колеса центробежного компрессора вращаются очень быстро:

Низкая скорость 3600 об / мин

Средняя скорость 9000 об / мин

Высокая скорость выше 9000 об / мин

Питание осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.Пар входит в центр рабочего колеса вокруг вала и направляется через лопасти рабочего колеса. Поскольку рабочее колесо ускоряет газ, кинетическая энергия рабочего колеса преобразуется в кинетическую энергию быстро движущегося газа. Когда газ входит в улитку, он сжимается, и кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа. Скорость газа, покидающего крыльчатку, чрезвычайно высока.

Впускные лопатки, которые регулируют количество подачи и направление пара хладагента из испарителя, могут регулировать производительность.В больших компрессорах с более чем тремя ступенями впускные лопатки могут отсутствовать.

Обратный поток хладагента в центробежные компрессоры опасен из-за высокой скорости вращения крыльчаток. Во избежание обратного затопления заправка хладагента не должна быть чрезмерной, а перегрев должен быть адекватным. Многие центробежные компрессоры, особенно те, которые работают в вакууме, имеют встроенное устройство продувки, позволяющее удалять нежелательный воздух из системы. Блок продувки представляет собой блок конденсации с компрессором и конденсатором, который забирает пар из самой высокой точки конденсатора и компрессора системы и конденсирует его.Поскольку только хладагент будет конденсироваться под давлением, создаваемым устройством продувки, воздух и другие неконденсирующиеся вещества, которые собираются сверху, могут быть удалены вручную или автоматически через клапан в атмосферу. Очищенный жидкий хладагент через поплавковый клапан в конденсаторе продувочного агрегата возвращается в основную систему. Если фильтр-осушитель установлен в центробежной системе, его можно разместить в байпасе вокруг поплавкового клапана. Размещение фильтра-осушителя на основном выходе ухудшит работу компрессора.Несмотря на то, что байпас забирает только часть потока жидкости, в конечном итоге он удаляет достаточно влаги из хладагента для регулирования кислотности системы.

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ХОЛОДИЛЬНИКА

Рисунок 6-1: Двухступенчатый центробежный компрессор. 1-Вторая ступень регулируемая входная направляющая лопатка. 2-Крыльчатка первой ступени. 3-я крыльчатка второй ступени. 4-двигатель с водяным охлаждением. 5-Основание, масляный бак и насос для смазочного масла. 6-Направляющие лопатки первой ступени и регулировка производительности.7-Лабиринтное уплотнение. 8-перекрестное соединение. Привод с 9 направляющими лопатками. Корпус с 10 спиралями. 11-Подшипник скольжения со смазкой под давлением. Обратите внимание, что выпускное отверстие не показано.

Рисунок 6-2: Герметичный центробежный охладитель жидкости, одноступенчатый компрессор. Использование ГХФУ-22 от 300 до 600 условных тонн; с использованием HFC-134a, от 200 до 530 номинальных тонн. В системе может использоваться R-22 или R-134a, что позволяет при необходимости преобразовывать R-22 в R-134a. Устройство имеет микропроцессор для управления системой. Вид в разрезе, показывающий цикл охлаждения.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры обычно и эффективно используются в системах с холодопроизводительностью более 20 тонн. В этих компрессорах используется пара винтовых винтов или роторов, которые вместе вращаются внутри камеры и выталкивают хладагент из впускного отверстия, со стороны низкого давления камеры, по направлению к концу высокого давления

Рисунок 6-3: Поперечное сечение винтового компрессора. Ротор A-Male. B-Женский ротор. C-цилиндр. Испаренный хладагент входит с одного конца и выходит с другого конца.

Когда газ продвигается вперед, он сжимается в сужающиеся зазоры между лопастями винта, создавая сжимающее действие. Никаких клапанов не требуется, кроме обслуживания на впускном и выпускном отверстиях. Поскольку роторы вращаются непрерывно, вибрация меньше, чем у поршневых компрессоров с камерой охлаждения и кондиционирования воздуха. Винтовые (винтовые) компрессоры изготавливаются в открытом приводе или в герметичном исполнении.

Роторы называются «охватываемыми» для ведущего ротора и «охватывающими» для ведомого ротора. Мужской ротор с большим количеством лопастей вращается быстрее, чем женский ротор. Регулирование производительности осуществляется с помощью золотникового клапана, который открывается в камере компрессора и позволяет пару выходить без сжатия. Некоторые агрегаты могут эффективно работать только при 10% номинальной производительности.

Рисунок 6-4: Основные операции винтового компрессора. Вращающийся ротор сжимает пар.Заполняются межлопастные пространства A-компрессора. B-Начало сжатия. C-Полное сжатие захваченного пара. D-Начало сброса сжатого пара. E-Сжатый пар полностью отводится из межлопастных пространств.

РЕЦЕПТУРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Поршневой компрессор использует поршень, скользящий внутри цилиндра для сжатия паров хладагента. На Рис. 4-29 показан принцип работы поршневого компрессора. На рисунке 4-29A поршень переместился вниз в цилиндре A.Он переместил пары хладагента из линии всасывания через впускной клапан. Оттуда пар хладагента переместился в пространство цилиндра. На рисунке 4-29B поршень переместился вверх. Он сжал испарившийся хладагент в гораздо меньшее пространство (зазор). Сжатый пар выталкивается через выпускной клапан в конденсатор.

Рисунок 6-5: Основная конструкция поршневого компрессора.

В верхней части хода поршень должен приближаться к головке блока цилиндров.Чем меньше зазор, тем большее давление будет создавать ход поршня. Этот зазор может составлять от 0,010 до 0,020 дюйма (от 0,254 до 0,508 мм).

В малых системах может использоваться двухпоршневой компрессор, в то время как в больших промышленных системах используются многоцилиндровые многопоршневые компрессоры. Картер компрессора должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло сжатия. Картеры компрессоров обычно изготавливаются из чугуна и имеют ребра для отвода тепла в воздух или, в некоторых случаях, водяные рубашки для отвода тепла сжатия в воду.В полугерметичных и герметичных компрессорах охлаждение обеспечивается хладагентом из линии всасывания. Поршни в больших поршневых компрессорах имеют отдельные масляные и компрессионные кольца. Масляные кольца, расположенные ниже на поршне, используются для уменьшения количества масла, поступающего в цилиндр из картера. В небольших системах маслосъемные кольца можно не устанавливать, а вместо них использовать масляные канавки для регулирования потока масла. Компрессионные кольца используются для плотного прилегания к стенкам цилиндра, гарантируя, что каждый ход перекачивает как можно больше хладагента.

КАРТЕР И ШАТУНЫ

Рисунок 6-6: Небольшой двухцилиндровый поршневой компрессор с внешним приводом в разрезе. Корпус отлит из легкого сплава. Чугунные гильзы цилиндров постоянно залиты в корпус картера.

В поршневых компрессорах вал картера преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней. Коленчатый вал вращается внутри коренного подшипника, который должен прочно поддерживать коленчатый вал и выдерживать концевые нагрузки, прикладываемые к валу двигателем и шатунами.Точная величина осевого люфта должна быть указана в документации производителя.

Для соединения шатуна с коленчатым валом можно использовать несколько типов рычагов:

Обычный шатун, наиболее распространенный рычажный механизм в коммерческих системах, зажимается до конца.
, эксцентриковый коленчатый вал имеет центральную круглую бобышку на коленчатом валу для создания движения вверх и вниз. Эта система устраняет необходимость в крышках или болтах на шатуне. Вместо этого цельный конец штока устанавливается на коленчатый вал перед окончательной сборкой.
В кулисе с кулисой нет шатуна. Вместо этого в нижней части поршня имеется канавка, которая принимает ход коленчатого вала. Канавка позволяет коленчатому валу перемещаться в боковом направлении и перемещать поршень только вверх и вниз. И вилка, и эксцентрик используются в основном в бытовых и автомобильных системах.

УПЛОТНЕНИЕ КАРТЕРА

В системах с открытым приводом уплотнение между коленчатым валом и картером является частым источником проблем.Уплотнение подвергается значительным колебаниям давления и должно работать, должно работать и уплотнять независимо от того, вращается ли коленчатый вал или неподвижен. Зазор между вращающейся и неподвижной поверхностями должен быть точным (до 0,000001 дюйма или 0,0000254 мм), и смазка заполняет этот крошечный зазор. Уплотнение обычно изготавливается из закаленной стали, бронзы, керамики или углерода. Отсутствие сальника коленчатого вала — главное преимущество герметичной конструкции.

Роторное уплотнение — это простое обычное уплотнение, которое вращается на валу во время работы.Пружина в сочетании с внутренним давлением прижимает поверхность уплотнения к неподвижной поверхности уплотнения.

Основным источником проблем с уплотнениями картера является утечка из-за несоосности. При выравнивании вала двигателя относительно вала компрессора необходимо соблюдать осторожность, чтобы уплотнение не подвергалось нагрузке во время работы. Точные допуски, указанные при изготовлении компрессора, должны соблюдаться как в горизонтальном, так и в угловом направлениях. В большинстве случаев уплотнение смазывается масляным насосом компрессора.Убедитесь, что компрессор включается время от времени во время длительных простоев, чтобы уплотнение оставалось смазанным. Небольшая утечка после запуска, во время которой сухое уплотнение смазывается маслом, может быть нормальным явлением.

Протекающее уплотнение можно обнаружить с помощью детектора утечки хладагента. Чтобы проверить негерметичное уплотнение:

Откачайте систему в сторону высокого давления (ресивер или конденсатор).
Снимите муфту на конце вала компрессора.
Снимите крышку уплотнения и все кольца, удерживающие вращающееся уплотнение на месте.
Очистите поверхности колец очень мягкой тканью.
Осмотрите уплотнительные поверхности и замените все уплотнение, если видны царапины, царапины или бороздки.
Соберите систему.
Проверьте центровку валов компрессора и двигателя в горизонтальном и угловом направлениях, она должна находиться в пределах допусков, указанных производителем, или лучше.
Выпустите воздух из компрессора и откройте необходимые клапаны, чтобы вернуть систему в рабочее состояние.
Перед запуском производства проверьте, нет ли повторяющейся утечки через уплотнение.

ГОЛОВКИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОМПРЕССОРОВ И ПЛИТЫ КЛАПАНОВ

Головки цилиндров компрессора обычно изготавливаются из чугуна и предназначены для удержания прокладок на месте для обеспечения надежного уплотнения между пластиной клапана, блоком цилиндров и головкой. Головки цилиндров должны иметь проходы для впуска всасываемого газа в цилиндр. Головка обычно крепится к блоку винтами с головкой под ключ.

Впускные клапаны предназначены для впуска хладагента во время такта впуска и закрытия во время такта сжатия.Выпускные клапаны закрыты во время такта впуска и открываются в конце такта сжатия. Пластина клапана представляет собой узел, плотно удерживающий оба клапана на месте.

Клапаны

обычно изготавливаются из пружинной стали и предназначены для герметичного уплотнения до тех пор, пока их не откроет насосное действие поршня. Сопрягаемые поверхности клапанов должны быть идеально ровными, а дефекты размером всего 0,001 дюйма (0,0254 мм) могут вызвать недопустимые утечки. В процессе эксплуатации клапан должен открываться примерно на 0,010 дюйма (0,254 мм). Большие отверстия вызовут шум клапана, а отверстия меньшего размера будут препятствовать попаданию и выходу достаточного количества хладагента из цилиндра.

Рабочая температура сильно влияет на срок службы клапанов. Впускные клапаны работают в относительно прохладной среде и имеют постоянную смазку из паров масла. Нагнетательные клапаны — это самый горячий компонент холодильной системы, работающий до 50 градусов. F до 100 град. F горячее, чем нагнетательная линия, поэтому они чаще являются источником проблем, чем впускные клапаны. Нагнетательные клапаны необходимо устанавливать с особой осторожностью. На них обычно накапливаются тяжелые молекулы масла, вызывая накопление углерода и нарушая работу клапана.Нагнетательные клапаны и масло будут повреждены температурой выше 325 град. F до 350 град. F (от 163 до 177 ° C). Как правило, температура нагнетательного трубопровода должна поддерживаться на уровне 225 град. F до 250 град. F. (от 107 до 121 ° C).

Рисунок 6-7: Узел пластины клапана поршневого компрессора.

Нагнетательные клапаны могут иметь разгрузочные пружины, позволяющие им открываться слишком широко, если пробка жидкого хладагента или масла попадает в поршень компрессора из линии всасывания или картера компрессора.

Рисунок 6-8: Коммерческий герметичный поршневой компрессор. Он имеет четыре ряда по два цилиндра в каждом (по четыре шатуна на каждой кривошипно-шатунном ходу) и крепится болтами для облегчения обслуживания.

РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В ротационных компрессорах

используется одна или несколько лопастей для создания сжимающего действия внутри цилиндра. В отличие от поршневого компрессора, поршень не используется. Есть два основных типа роторных компрессоров:

Вращающиеся лопасти (лопасти).
Отвал стационарный (делительный блок).

В обоих типах лезвие должно иметь возможность проскальзывать в своем корпусе, чтобы приспособиться к движению ротора, который вращается вне центра цилиндра. Впускные (всасывающие) порты намного больше, чем напорные. Нет необходимости во впускных (всасывающих) или выпускных клапанах; однако желательны обратные клапаны на линии всасывания, чтобы предотвратить попадание масла и паров высокого давления в испаритель, когда компрессор не работает.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЛЕЗВИЯ (ЛОПАТОЧНЫЙ) КОМПРЕССОР

В конструкции с вращающейся лопастью ротор (вал) вращается внутри цилиндра, но центральные оси цилиндра и вала не идентичны. Вращающийся ротор (вал) имеет несколько прецизионных канавок, в которые вставляются скользящие лопатки. При вращении вала эти лопатки прижимаются к цилиндру под действием центробежной силы. Когда газ поступает в компрессор из линии всасывания, лопатки сметают его. Поскольку ротор не отцентрован в цилиндре, пространство, содержащее газ, уменьшается, поскольку лопасти нагнетают газ вокруг цилиндра.Результат — сжатие газа. Когда газ достигает минимального объема и максимального сжатия, он вытесняется из выпускного отверстия. Объем зазора этой системы очень мал, а эффективность сжатия очень высока.

Ротационные пластинчатые компрессоры обычно используются для первой ступени каскадной системы. Пластинчато-роторные компрессоры могут иметь от двух до восьми лопастей; в больших системах больше лезвий. Край лезвия там, где он соприкасается со стенкой цилиндра, должен быть тщательно отшлифован и гладкий, иначе возникнет утечка, что приведет к чрезмерному износу.Лезвие также должно точно входить в паз ротора.

Рисунок 6-9: Роторно-лопастной компрессор. Черные стрелки указывают направление вращения ротора. Красные стрелки указывают поток паров хладагента.

СТАЦИОНАРНЫЙ ЛОПАТНЫЙ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В системе со стационарными лопастями скользящая лопасть в корпусе цилиндра отделяет пар низкого давления от пара высокого давления. Эксцентриковый вал вращает рабочее колесо в цилиндре.Эта крыльчатка постоянно трется о внешнюю стенку цилиндра. При вращении крыльчатки лопасть улавливает некоторое количество пара. Пар сжимается в все меньшее и меньшее пространство. Повышается давление и температура. Наконец, пар проходит через выпускное отверстие.

Рисунок 6-10: Роторный компрессор. Неподвижная лопасть или разделительный блок контактирует с крыльчаткой.

Рисунок 6-11: Герметичный одинарный роторный компрессор с неподвижными лопастями.

СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР

В спиральном компрессоре сжатие выполняется двумя спиральными элементами, вращающейся спиралью и фиксированной спиралью. Один свиток «фиксированный свиток» остается неподвижным. Другая «вращающаяся» прокрутка вращается по смещенной круговой траектории вокруг центра фиксированной прокрутки. Это движение создает компрессионные карманы между двумя элементами прокрутки. Всасываемый газ низкого давления задерживается в каждом периферийном кармане по мере его образования; продолжающееся движение вращающейся спирали закрывает карман, объем которого уменьшается по мере того, как карман перемещается к центру прокрутки.Максимальное сжатие достигается, когда выемка достигает центра, где находится выпускное отверстие, и выпускается газ. Во время этого процесса сжатия одновременно формируется несколько карманов.

Рисунок 6-12: Сжатие в спирали вызвано взаимодействием вращающейся спирали, сопряженной с неподвижной спиралью. 1-Газ втягивается во внешнее отверстие, когда одна из спиралей движется по орбите. 2-По мере продолжения орбитального движения открытый проход закрывается, и газ направляется к центру спирали.3 — Объем кармана постепенно уменьшается. Это создает все более высокое давление газа. 4-Давление нагнетания достигается в центре кармана. Газ выходит из порта стационарного спирального элемента. 5-В реальной эксплуатации шесть газовых каналов все время находятся на различных стадиях сжатия. Это создает почти непрерывное всасывание и нагнетание.

Рисунок 6-13: Поперечное сечение поршневого компрессора с наклонной шайбой. При вращении приводного вала и наклонной шайбы двусторонний поршень перемещается в цилиндре вперед и назад.

Процесс всасывания из внешней части спирали и выпуск из внутренней части непрерывны. Этот непрерывный процесс обеспечивает очень плавную работу компрессора.

Компрессия — это непрерывный процесс без обычных всасывающих и нагнетательных клапанов. Чтобы компрессор не работал в обратном направлении после отключения питания, обратный клапан расположен непосредственно над нагнетательным патрубком с неподвижной спиралью.

A: Схема спирального компрессора в разрезе.

B: Базовое представление сжатия спирального компрессора. Орбитальная спираль вращается вокруг неподвижной спирали, создавая плавное, постоянное сжатие внутрь к выпускному отверстию в центре.

МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

В поршневых компрессорах

обычно используются два типа смазочных систем:

Система разбрызгивания использует коленчатый вал для разбрызгивания масла; масло попадает в коренной подшипник по каналам подшипника.Подшипник может быть шумным, потому что эта система создает небольшую масляную подушку.
В системе давления масла используется масляный насос, приводимый в действие шестернями в картере; масло нагнетается в каналы в шатунах, коренных подшипниках и поршневых пальцах. Система масляного насоса лучше обеспечивает смазку и бесшумную работу. Насос должен иметь предохранительный клапан для предотвращения возникновения опасного давления в контуре смазки компрессора. Защитный выключатель обычно используется для контроля давления масла и отключения компрессора, если давление масла падает ниже безопасного уровня.

Ротационные компрессоры

Требуется масляная пленка на цилиндре, лопастях и роликах. Некоторые машины продвигают масло за счет скольжения; другие используют масляный насос.

Центробежные компрессоры

Работает на высокой скорости и может иметь сложные системы контроля масла, включая насос, маслоотделитель, резервуары для смазки подшипников при разливке, масляный фильтр, предохранительный клапан и маслоохладитель.

Винтовые компрессоры

Требуется масло для охлаждения, уплотнения и бесшумности роторов; они обычно имеют систему принудительной смазки.Насос прямого вытеснения может работать независимо от компрессора, обеспечивая полную смазку при запуске компрессора. Масло отделяется и подается в масляный поддон (резервуар). Охлаждается и доставляется к подшипникам и портам для впрыска в камеру сжатия. Масляный поддон (резервуар) имеет нагреватель для предотвращения разбавления масла хладагентом во время выключения.

Спиральные компрессоры

Требуется охлаждение масла и уплотнение между вращающейся и неподвижной спиралью.Масло подается в спирали центробежным действием через отверстие в валу двигателя и вращающуюся спираль.

В промышленных холодильных установках обычно используются три устройства для контроля масла в системе: маслоотделитель, регулятор уровня масла и масляный резервуар. Другие элементы, такие как масляные фильтры, соленоидные и запорные клапаны, могут потребоваться для завершения системы. Необходимо проводить регулярную проверку масла в системе, чтобы выявить опасную кислотность в масле холодильного компрессора.

Содействие возврату масла

Масло в системах с прямым расширением или в системах с сухим испарителем должно возвращаться в компрессор потоком хладагента.Скорость в трубках испарителя должна быть достаточной для возврата масла.

Требуется скорость около 700 футов (214 м) в минуту по горизонтальным линиям и около 1500 футов (457 м) в минуту по вертикальным линиям.

Несколько дополнительных мер помогут обеспечить надлежащий возврат масла в компрессор. Наклоните трубопроводы охлаждения к компрессору. Обеспечьте адекватную скорость хладагента во всасывающем трубопроводе, сделав его подходящим по размеру, а не завышенным. Масло с высокой вязкостью (измеренное в условиях испарителя) более устойчиво к возврату потоком хладагента.Масло, которое легко растворяет хладагент, остается более текучим, чем масло без хладагента. Количество хладагента, растворенного в масле, зависит от давления и температуры в различных частях испарителя, а также от природы двух жидкостей.

Возврат масла затруднен в низкотемпературных испарителях, поскольку масло становится более вязким при понижении температуры и давления хладагента. Высокая степень сжатия также снижает возврат масла, поскольку всасываемый газ менее плотный.Таким образом, адекватная скорость всасывающего трубопровода особенно важна для низкотемпературных испарителей.

Масло не будет возвращаться в компрессор в затопленном испарителе, поэтому требуется возвратный маслопровод. В некоторых системах к испарителю подключена специальная камера, позволяющая кипятить хладагент из масла перед возвратом масла в компрессор.

ВЫПУСКНАЯ ЛИНИЯ

Напорный трубопровод на стороне высокого давления системы, соединяет компрессор с конденсатором.Линия обычно представляет собой медные трубки, соединенные пайкой. Выделение может содержать; Гаситель вибрации, глушитель, маслоотделитель, клапаны регулирования давления, а также перепускные или сервисные клапаны.

Амортизатор

Как всасывающий, так и нагнетательный трубопроводы передают вибрацию от компрессора к другим компонентам системы охлаждения. Эта вибрация может вызвать нежелательный шум и повреждение трубок хладагента, что приведет к утечкам хладагента.

В небольшой системе с мягкими медными трубками малого диаметра поглотитель вибрации может состоять из мотка трубок.Гибкий металлический шланг с внутренним диаметром, по крайней мере, таким же большим, как и подсоединяемая трубка, предпочтительнее для более крупных систем. Эта секция трубки может быть оканчивалась гнездом с наружным диаметром, резьбовым наружным концом или фланцами. Хладагент, движущийся с высокой скоростью по извилистому внутреннему диаметру поглотителя, может вызывать свистящий звук. Гасители вибрации не предназначены для сжатия или растяжения, поэтому их следует ориентировать параллельно коленчатому валу компрессора, а не под прямым углом к нему.

Глушитель

Глушитель используется для уменьшения передачи пульсаций и шума нагнетания поршневого компрессора в систему трубопроводов и конденсатор.Глушитель представляет собой цилиндр с перегородками внутри. В целом глушители, создающие большой перепад давления, более эффективны, чем глушители с меньшим ограничением. Как объем, так и плотность потока газа через глушитель влияют на характеристики глушителя.

Маслоотделитель

Маслоотделитель — это контейнер с рядом перегородок и сеток, размещенных в линии нагнетания. Выходящий пар с масляным туманом, попадающий в маслоотделитель, вынужден поворачиваться и сталкиваться с перегородками и экранами, позволяя каплям масла объединяться в большие капли, которые стекают в поддон внизу.Отстойник позволяет осадку и загрязнителям оседать и может иметь магнит, притягивающий частицы железа. Когда в поддоне накопится достаточно масла, он поднимает поплавок и стекает обратно в картер компрессора, движимый давлением масла в маслоотделителе.

Маслоотделители чаще всего используются в больших и низкотемпературных системах. Они обязательны в аммиачных системах.

КОНДЕНСАТОР

Конденсатор — это компонент со стороны высокого давления холодильного контура, который позволяет горячему газообразному хладагенту под высоким давлением отдавать скрытую теплоту конденсации в окружающую среду.Эта потеря тепла вызывает конденсацию газа в жидкость под высоким давлением, которая может быть подана по трубопроводу к измерительному устройству. Тепло, отводимое конденсатором, поступает в систему через испаритель и компрессор. Из-за неэффективности и других источников тепла конденсатор в открытой системе должен утилизировать примерно в 1,25 раза больше тепла, чем в испарителе. Конденсаторы в герметичных системах также должны отводить тепло от обмоток двигателя.

В зависимости от функции и способов отвода тепла используется много разных типов конденсаторов.Две основные категории «с водяным охлаждением» и «с воздушным охлаждением» подразделяются на среду, используемую для отвода тепла. Основная цель конструкции конденсатора состоит в том, чтобы отводить максимум тепла с наименьшими затратами и занимаемым пространством.

Вода и воздух обычно являются обильными и экономичными конденсирующими средами. Вода может быстро и эффективно отводить большое количество тепла, что позволяет сделать конденсатор относительно небольшим и делает конденсатор с водяным охлаждением более экономичным, когда он доступен. Однако воды может быть мало или она химически непригодна для охлаждения конденсатора.Кроме того, конденсаторы с водяным охлаждением подвержены образованию накипи, загрязнения, замерзания и коррозии.

Конденсаторы с воздушным охлаждением должны быть больше, чем агрегаты с водяным охлаждением, но не должны иметь проблем с замерзанием или водой. Воздушное охлаждение используется, когда вода недоступна, дорога или химически непригодна.

Ребра, проволока или пластины могут быть прикреплены к трубке конденсатора для увеличения площади поверхности и способности отводить тепло конденсации. Вентиляторы или насосы обычно используются для увеличения потока конденсируемой среды.Такие усовершенствования увеличивают переохлаждение хладагента, увеличивают скорость теплопередачи и уменьшают овальный размер конденсатора.

КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Реле конденсаторов с воздушным охлаждением на вентиляторах для перемещения воздуха по трубкам и ребрам для отвода тепла от хладагента. Кожухи используются для повышения эффективности вентилятора за счет направления всего воздушного потока через трубы конденсатора. Для увеличения площади поверхности конденсатора можно использовать ребра различного типа.Правильная теплопередача в конденсаторах с воздушным охлаждением может быть достигнута только при чистой поверхности конденсатора.

Конденсатор с воздушным охлаждением должен быть рассчитан на работу в самых жарких условиях окружающей среды, когда теплопередача будет самой медленной, а охлаждающая нагрузка, вероятно, будет максимальной.

Наружный конденсатор с воздушным охлаждением, работающий в холодную погоду, представляет собой особую проблему при проектировании системы. Необходимы особые меры предосторожности для защиты наружного конденсатора с воздушным охлаждением от низких температур окружающей среды.Основная проблема заключается в том, что хладагент не будет протекать через дозирующее устройство, если давление напора не будет достаточным, а низкие температуры окружающей среды уменьшат напор.

Для работы конденсатора с воздушным охлаждением при низких температурах окружающей среды системе может потребоваться любое из следующих устройств или их комбинация:

Всепогодный кожух конденсатора
Способ предотвращения короткого цикла компрессора
Способ регулирования напора в зимний период и при отрицательных температурах окружающей среды
Способ предотвращения разбавления компрессорного масла жидким хладагентом

Заявление об ограничении ответственности — В то время как Berg Chilling Systems Inc.(«Берг») прилагает разумные усилия для предоставления точной информации, мы не делаем никаких заявлений и не даем никаких гарантий относительно точности любого содержания в ней. Мы не несем ответственности за какие-либо типографские, информационные или другие ошибки или упущения. Мы оставляем за собой право изменять содержание этой документации без предварительного уведомления.

, Олдрих Бочек (1939-2003)
Эксперт по управлению температурным режимом
Berg Chilling Systems Inc.

Принцип работы оборудования

Кондиционеры, холодильники и водонагреватели с тепловым насосом работают по одному и тому же принципу.На Рисунке 1 в качестве примера показано состояние, в котором кондиционер выполняет кондиционирование. Прежде всего, принцип работы объясняется исходя из этого рабочего состояния. Испаритель как теплообменник, конденсатор, компрессор как роторная машина, приводимая в действие внешним источником энергии, и расширительный клапан являются основными компонентами. Внутренний блок имеет встроенный испаритель, а наружный блок — конденсатор, компрессор и расширительный клапан. Эти компоненты соединены трубой, и хладагент течет и образует цикл теплового насоса (также известный как цикл охлаждения).Хладагент испаряется при температуре около 5 ° даже при давлении выше атмосферного, и он становится тем, который он хочет сжижать даже при температуре около 30 °.

Пар хладагента (1) при низкой температуре и низком давлении поступает в компрессор и здесь находится под давлением, что приводит к высокой температуре и высокому давлению. Мощность, необходимая для приведения в действие этого компрессора, является движущей силой кондиционера.

Высокотемпературные хладагенты и хладагенты под высоким давлением, выходящие из компрессора, попадают в конденсатор.В конденсаторах текучие среды на высокотемпературной стороне (наружный воздух) имеют более низкие температуры, чем хладагент, поэтому тепло передается от хладагента к текучей среде на высокотемпературной стороне, хладагент охлаждается, а газообразный хладагент конденсируется (сжижается). Жидкости на высокотемпературной стороне нагреваются за счет тепла.

Конденсат высокой температуры и высокого давления (3), сливающий конденсатор, проходит через расширительный клапан. Расширительный клапан представляет собой небольшое отверстие, и когда оно проходит через него, хладагент становится низкой температуры и низкого давления.Это похоже на охлаждение, когда жидкость выпускается из внутренней емкости высокого давления в нижнюю часть.

Этот низкотемпературный хладагент низкого давления (4) течет в испаритель. В испарителе тепло перемещается от жидкости на низкотемпературной стороне к хладагенту за счет теплообмена с жидкостью на низкотемпературной стороне (в данном случае с воздухом в помещении), где хладагент с такой низкой температурой и низким давлением выше температуры .

В результате хладагент нагревается, испаряется и охлаждает текучую среду на низкотемпературной стороне за счет скрытой теплоты для получения тепла.Цикл устанавливается повторением этого. Во время нагрева, меняя направление внутреннего потока, теплообменник наружного блока играет роль конденсатора в испарителе и теплообменника, установленного во внутреннем блоке. В результате по комнате циркулирует высокотемпературный воздух, который нагревается во внутреннем блоке. В водонагревателе теплового насоса горячая вода отбирается за счет тепла воды.

www.athome.tsuruga.fukui.jp

Принцип работы холодильников — Как работают холодильники?

До того, как мы научились искусственно охлаждать пищу и места, где мы живем, мы использовали естественные способы снижения температуры.Зимой мы собирали лед в реках и озерах и помещали его в ледяные домики, пока он не понадобился летом. Потом, В 1755 году шотландский профессор Уильям Каллен показал эксперимент, который медленно, но верно изменит мир.

Каллен применил современную версию древнего метода искусственного охлаждения, известного древним индейцам и египтянам — охлаждение испарением. Он использовал насос для создания частичного вакуума в контейнере, где находился диэтиловый эфир.Это дало диэтиловому эфиру более низкую температуру кипения, и он закипел. Потому что это начало кипятить ему требовалась энергия для испарения, поэтому он начал поглощать тепло из окружающего воздуха, понижая температуру воздуха. Было даже произведено небольшое количество льда. Так родилось искусственное охлаждение. Это было непрактично и нельзя было использовать для охлаждения еды, но это было начало. Другие усовершенствованный метод и, после многих экспериментов, патентов и промышленных образцов, в 1915 году были представлены практичные бытовые холодильники.

Холодильник — это, по сути, тепловой двигатель, в котором работа выполняется с хладагентом, чтобы он мог собирать энергию из холодного региона; доставить в область более высоких температур и тем самым охлаждение холодного региона еще больше. Основными элементами холодильника являются компрессор, подключенный к внешнему, более горячая система труб (называемая змеевиками конденсатора), которая подключена к расширительному клапану, который подключен к внутренней, более холодной системе труб (испаритель катушки), который снова подключен к компрессору.Все они содержат хладагент, а змеевики испарителя помещены в термоизолированный «ящик», роль которого заключается в том, чтобы держать его внутри холодным.

Хладагент «запускается» как газ (помните — это цикл) в компрессоре, который повышает давление, нагревая газ. Сжатый газ проходит через змеевики конденсатора (внешние) на задней стенке холодильника, которые сделаны так, чтобы газ в них терял высокую температуру и начинал превращаться в жидкость потому что он находится под высоким давлением.Жидкий хладагент поступает в расширительный клапан. Поскольку это цикл, между клапаном и компрессором находится зона низкого давления — компрессор вытягивает жидкий хладагент из расширительного клапана в змеевики испарителя. Из-за низкого давления жидкости хладагент начинает кипеть и испаряться. Хладагент, который теперь представляет собой газ, проходит через змеевики испарителя, и потому что ему нужна энергия, чтобы он мог его испарить. «Осушает» окружающую среду и охлаждает. Из змеевиков испарителя газообразный хладагент поступает в компрессор, и цикл повторяется.

Ранние системы механического охлаждения использовали диоксид серы, хлористый метил и аммиак в качестве хладагентов, но перестали использовать диоксид серы, хлористый метил. потому что они были токсичными. Некоторые другие старые машины использовали метилформиат, хлорметан или дихлорметан. Хлорфторуглероды использовались с 1950-х годов. но были запрещены с конца 1970-х годов из-за опасений по поводу истощения озонового слоя. Их заменили перфторуглеродами и гидрофторуглероды, но они также подверглись критике.Сейчас их в основном заменяют фторированные парниковые газы.

Холодильное оборудование: принцип, установка и системы

В этой статье мы обсудим: — 1. Значение и применение охлаждения 2. Принцип охлаждения 3. Блок 4. Эффект 5. Типы.

Значение и применение охлаждения:

Охлаждение — это процесс непрерывного отвода тепла от охлаждаемой системы для поддержания температуры ниже, чем температура окружающей среды.

и. Консервация пищевых продуктов — хранение молока, складирование масла, складирование молочных продуктов, хранилища овощей, фруктов, мяса и продуктов из птицы

ii. Хранение рыбы (-16 ° C): Сохранение рыбы с момента ее вылова до возвращения судна в порт требует надлежащего внимания

iii. Холодильник бытовой

iv. Комфортный кондиционер

v. Промышленное кондиционирование

vi. Печать заметок

vii. Лаборатория текстильной промышленности

viii.Химические процессы

ix. Разделение газов

х. Конденсация газов

xi. Хранилище низкого давления в жидкой форме

xii. Холодная обработка металлов

xiii. Производство лекарств

xiv. Плазма крови и антибиотики производятся с использованием этого метода, называемого сублимационной сушкой. Сублимационная сушка — это процесс удаления воды путем сублимации при низком давлении и температуре, который менее опасен для тканей человека, чем перемещение пара при высокой температуре.

xv. Катки

xvi. Производство льда

Принцип охлаждения:

В процессе охлаждения имеющееся тепло, при котором в системе должна поддерживаться низкая температура, непрерывно отводится и передается в окружающую среду с высокой температурой.

Согласно второму закону термодинамики (теорема Клаузиуса), отвод тепла от низкой температуры для подачи тепла при высокой температуре возможен только путем подачи внешней работы в работающую систему.Следовательно, холодильнику требуется внешнее питание для непрерывного отвода тепла из шкафа и поддержания температуры ниже, чем в окружающей среде.

Базовый механизм охлаждения показан на рис. 6.1, на котором Т ₁ и Т ₂ — максимальная и минимальная температура тела соответственно; R — холодильник; Q ₁ — тепло, подводимое к горячему телу, а Q ₂ — тепло, отводимое от низкотемпературного тела; и W _R — работа, необходимая для получения низкой температуры.

Холодильные установки:

Мощность холодильной системы выражается в тоннах холода. В системе SI 1 тонна холода = 210 кДж / мин = 3,5 кВт

Тонна охлаждения определяется как количество тепла, отбираемое холодильной машиной для производства 1 тонны льда при 0 ° C за 24 часа.

1 тонна США = 2000 фунтов.

Получение скрытой теплоты плавления при 0 ° C = 334,4 кДж / кг

Отвод тепла для образования 1 тонны льда при 0 ° C за 24 часа

= 2000 × 334.4 / 2,204 × 60 × 24

= 210,72 кДж / мин = 210 кДж / мин или 211 кДж / мин

Эффект охлаждения:

Скорость, с которой холодильные машины отбирают тепло из охлаждаемой системы, называется охлаждающим эффектом.

Коэффициент полезного действия:

Производительность любой холодильной системы выражается коэффициентом полезного действия (COP).

КПД холодильной системы определяется как отношение тепла, отбираемого холодильной системой, к работе, требуемой для этой системы.

COP = Q ₂ / Вт

Где Q ₂ — отведенное тепло в кВт, а W — отведенная работа в кВт.

Типы холодильных систем:

и. Рабочая жидкость холодильной системы:

В холодильной системе рабочая жидкость, известная как хладагент, используется для непрерывного отвода тепла от охлаждаемой системы до температуры ниже температуры окружающей среды. Хладагент никогда не покидает завод, но циркулирует снова и снова.

Рабочая жидкость изменяет свои термодинамические свойства. Хладагент обладает особыми свойствами. Он испаряется при низкой температуре и давлении, поглощая тепло от охлаждаемой системы, и конденсируется при высокой температуре и давлении, отводя тепло в атмосферу.

Есть два основных процесса:

(a) Хладагент поглощает тепло, превращая жидкую фазу в паровую. Таким образом, скрытое тепло поглощается.

(b) Хладагент отводит тепло, превращая паровую фазу в жидкую.Таким образом, скрытое тепло выделяется.

ii. Система Electrolux:

Уникальная особенность системы electrolux заключается в том, что она работает без использования насоса, то есть без использования механической энергии. Агрегат на 100% работает от тепла и может успешно использоваться в быту. Циркуляция жидкостей происходит за счет изменения плотности, и хладагент испаряется в присутствии водорода.

Принципиальная схема простой системы Electrolux представлена на рис.6.23. В этом цикле аммиак действует как хладагент, а вода как абсорбент. Генератор нагревается с помощью простого пламени, возникающего при сгорании топлива. Жидкость отделяется от пара за счет специальной конструкции выходного отверстия испарителя. Из-за тепла туман из капель жидкости поднимается к сепаратору.

Пар поступает в конденсатор, а жидкость стекает в абсорбер. Жидкий аммиак после конденсации стекает в испаритель, где он получает тепло от охлаждаемой системы и испаряется.В абсорбере слабый раствор из сепаратора смешивается с поступающим паром. Затем концентрированная жидкость возвращается в генератор, и цикл повторяется снова.

В испарителе и абсорбере помимо аммиака и воды присутствует водород. Водород оказывает парциальное давление, которое в сочетании с парциальным давлением аммиака и воды приводит к общему давлению в испарителе и абсорбере, которое равно давлению аммиака и воды в конденсаторе и генераторе.

Таким образом, жидкий аммиак испаряется при низкой температуре из-за низкого парциального давления аммиака в испарителе. В конденсаторе конденсация аммиака происходит при высокой температуре, когда водород отсутствует, а тепло отводится в атмосферу. Общее давление во всей системе остается прежним.

Циркуляция в системе осуществляется пароподъемным насосом. Как только тепло добавляется к генератору, туман пара с водой поднимается вверх возле выхода сепаратора, который отделяет воду и циркулирует дальше под действием силы тяжести.U-образное колено предусмотрено после сепаратора и конденсатора для улавливания жидкости, которое действует как жидкостное уплотнение, предотвращающее утечку водорода.

В основном эта система использовалась в бытовых холодильниках. Несмотря на то, что аммиак токсичен, он стал популярным благодаря своей простоте. Вероятность утечки минимальна, а количество аммиака настолько мало, что опасность невелика.

iii. Холодильник с системой сжатия пара:

Рисунок 6.24 показывает парокомпрессионный холодильник. При работе холодильника использован принцип парокомпрессионной системы. Он состоит из герметичного компрессора, конденсатора с воздушным охлаждением; капиллярная трубка для работы в качестве расширительного устройства и спиральный испаритель, установленный в морозильной камере холодильника и соединенный со стороной всасывания компрессора.

Сторона нагнетания компрессора соединена с конденсатором, который, в свою очередь, соединен с капиллярной трубкой.Жидкий хладагент проходит в змеевик испарителя, где он поглощает тепло. Тепло непрерывно отбирается предметами, хранящимися внутри холодильника, и в конденсаторе отводится в атмосферу.

Это позволит поддерживать необходимую более низкую температуру в холодильнике. Требуемая низкая температура поддерживается в холодильнике с помощью термостата, включает и выключает двигатель компрессора с помощью реле. Одним из наиболее распространенных хладагентов в системе сжатия пара является дихлордифторметан, широко известный как фреон 12 или R12.Поддерживаемая температура в испарителе составляет около 7 ° C, а в конденсаторе — около 38 ° C.

iv. Холодильник с системой абсорбции пара:

Этот тип холодильника показан на рис. 6.25. Он состоит из абсорбера, насоса, теплообменника, генератора-сепаратора, конденсатора, расширительного устройства и змеевикового испарителя. Сухой насыщенный пар аммиака растворяется в воде, находящейся в абсорбере. Крепкий раствор под высоким давлением подается в генератор-сепаратор.

Пары аммиака выводятся из сепаратора, который под высоким давлением попадает в конденсатор, где конденсируется. Жидкий аммиак под высоким давлением при низкой температуре поступает в змеевик испарителя, помещенный в морозильную камеру, где он испаряется. Пары аммиака низкого давления из змеевика испарителя снова проходят в абсорбер, где они поглощаются путем растворения в воде. Этот процесс повторяется снова и снова.

Как работает холодильник (холодильник)?

Проще говоря, холодильник или холодильник работает в три этапа:

Холодный хладагент проходит вокруг продуктов, хранящихся внутри холодильника.
Хладагент поглощает тепло от продуктов.
Хладагент передает поглощенное тепло в относительно более прохладную окружающую среду снаружи.

Большинство людей не знают, что делать без холодильника, так как есть несколько вещей, которые могут успокоить их пересохшее горло так, как стакан охлажденной воды.

Хотя в древние времена люди использовали методы, чтобы обеспечить себя холодной водой, это, конечно, было не так просто, как открыть дверь дома и взять бутылку ледяной воды.Даже если бы они могли получить холодную воду для питья, им определенно нечем было сохранить пищу свежей в течение нескольких дней или даже недель.

К счастью, у нас есть маленькая вещь, которая делает все это за нас — холодильник!

В этой статье мы рассмотрим науку о холодильнике, в частности, о различных частях холодильника и о том, как они на самом деле работают вместе, чтобы сохранить нашу пищу в течение более длительных периодов времени.

Принцип работы холодильника

Принцип охлаждения и охлаждения очень прост: он заключается в отводе тепла из одной области и отведении его в другой.Когда вы пропускаете низкотемпературную жидкость рядом с объектами, которые хотите охладить, тепло от этих объектов передается жидкости, которая испаряется и забирает тепло в процессе.

Возможно, вы уже знаете, что газы нагреваются, когда вы их сжимаете, и охлаждаются, когда они расширяются. Вот почему велосипедный насос кажется теплым, когда вы накачиваете им воздух в шину, а распыленные духи кажутся холодными.

Аэрозольный освежитель воздуха кажется холодным на ощупь, потому что газ внезапно расширяется, что снижает его температуру.(Фото: Pixabay)

Склонность газов к нагреванию, когда они сжимаются, и холодным, когда они расширяются, наряду с помощью некоторых усовершенствованных устройств, помогает холодильнику охладить хранящийся в нем материал.

Детали холодильника

Холодильник состоит из нескольких ключевых компонентов, которые играют решающую роль в процессе охлаждения:

Расширительный клапан

Расширительный клапан, также называемый устройством управления потоком, регулирует поток жидкого хладагента. (также известный как «охлаждающая жидкость») в испаритель.На самом деле это очень маленькое устройство, чувствительное к изменениям температуры хладагента.

Компрессор

Компрессор состоит из двигателя, который «всасывает» хладагент из испарителя и сжимает его в цилиндре для получения горячего газа под высоким давлением.

Так выглядит компрессор стандартного холодильника. (Фото: Wikipedia Commons)

Испаритель

Эта часть охлаждает материал, хранящийся в холодильнике. Он состоит из оребренных трубок (изготовленных из металлов с высокой теплопроводностью для максимальной теплопередачи), которые поглощают тепло, передаваемое через змеевик вентилятором.Испаритель поглощает тепло от находящегося внутри материала, и в результате этого тепла жидкий хладагент превращается в пар.

Конденсатор

Конденсатор состоит из спирального набора трубок с внешними ребрами и расположен в задней части холодильника. Он способствует сжижению газообразного хладагента, поглощая его тепло и впоследствии выбрасывая его в окружающую среду

Змеевики конденсатора

По мере отвода тепла от хладагента его температура падает до температуры конденсации, и он меняет свое состояние с пара на жидкость.

Хладагенты

Также называемая хладагентом, это жидкость, которая поддерживает цикл охлаждения. Фактически, это специально разработанное химическое вещество, способное чередоваться между горячим газом и холодной жидкостью.

В 20 веке фторуглероды, особенно CFC, были обычным выбором в качестве хладагентов. Однако их заменяют более экологически чистые хладагенты, такие как аммиак, R-290, R-600A и т. Д.

Функция холодильника: как работает холодильник?

Хладагент, который теперь находится в жидком состоянии, проходит через расширительный клапан и превращается в холодный газ из-за внезапного падения давления.

Когда холодный газообразный хладагент проходит через холодильный шкаф, он поглощает тепло от продуктов внутри холодильника. Хладагент, который теперь представляет собой газ, поступает в компрессор, который всасывает его внутрь и сжимает молекулы, превращая его в горячий газ под высоким давлением.

Статьи по теме

Теперь этот газ транспортируется к змеевикам конденсатора (тонким трубкам радиатора), расположенным в задней части холодильника, где змеевики помогают рассеивать его тепло, так что он становится достаточно холодным, чтобы конденсироваться и превращаться обратно в жидкую фазу.Поскольку тепло, собираемое продуктами питания, передается в окружающую среду через конденсатор, оно кажется горячим на ощупь.

После конденсатора жидкий хладагент возвращается к расширительному клапану, где он испытывает падение давления и снова становится холодным газом.

Затем он поглощает тепло от содержимого холодильника, и весь цикл повторяется.

Четыре компонента основного цикла охлаждения

Мы все были там.Вы заходите внутрь в жаркий день, и вас милостиво встречает стена прохладного воздуха. Что ж, вам нужно поблагодарить цикл охлаждения за это облегчение. Хотя существуют десятки методов нагрева и охлаждения, основная функция остается той же и используется в той или иной форме в бесчисленных отраслях и процессах. Но как это работает? Этот пост ответит на этот вопрос, описав основные компоненты стандартного холодильного контура и функции каждого из них.

Проще говоря, задача холодильного цикла — поглощение тепла и отвод тепла.Любой инструктор HVAC скажет вам (решительно), что вы не можете сделать холод, а вы можете просто отвести тепло. Холодильный цикл, также называемый циклом теплового насоса, представляет собой средство отвода тепла от области, которую вы хотите охладить. Это достигается путем управления давлением рабочего хладагента (воздуха, воды, синтетических хладагентов и т. Д.) Посредством цикла сжатия и расширения.

Конечно, это не полная картина, но основная идея. Теперь перейдем к оборудованию, которое помогает выполнять эту работу.В большинстве циклов, безусловно, есть и другие компоненты, но большинство согласятся, что четыре основных элемента базового цикла следующие:

Компрессор

Компрессия — это первая ступень холодильного цикла, а компрессор — это часть оборудования, которая увеличивает давление рабочего газа. Хладагент входит в компрессор в виде газа низкого давления и низкой температуры и выходит из компрессора в виде газа высокого давления и высокой температуры.

Типы компрессоров

Компрессия может быть достигнута с помощью ряда различных механических процессов, поэтому сегодня в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и холодоснабжения используются несколько конструкций компрессоров.Существуют и другие примеры, но некоторые популярные варианты:

1. Компрессоры поршневые

2. Спиральные компрессоры

3. Роторные компрессоры

Конденсатор

Конденсатор или змеевик конденсатора — это один из двух типов теплообменников, используемых в основном холодильном контуре. Этот компонент поставляется с высокотемпературным парообразным хладагентом под высоким давлением, выходящим из компрессора. Конденсатор отводит тепло от горячего парообразного пара хладагента до тех пор, пока он не конденсируется в насыщенное жидкое состояние, a.к.а. конденсация.

После конденсации хладагент представляет собой жидкость под высоким давлением и низкой температурой, после чего он направляется к расширительному устройству контура.

Устройство расширения

Эти компоненты бывают разных конструкций. Популярные конфигурации включают фиксированные отверстия, термостатические расширительные клапаны (TXV) или тепловые расширительные клапаны (на фото выше), а также более совершенные электронные расширительные клапаны (EEV). Но независимо от конфигурации, работа расширительного устройства системы одинакова — создавать падение давления после того, как хладагент покидает конденсатор.Это падение давления приведет к быстрому кипению части этого хладагента, создавая двухфазную смесь.

Это быстрое изменение фазы называется миганием , , и оно помогает подключиться к следующему элементу оборудования в цепи, испарителю , для выполнения его предполагаемой функции.

Испаритель

Испаритель является вторым теплообменником в стандартном холодильном контуре и, как и конденсатор, назван в честь его основной функции.Он служит «бизнес-концом» холодильного цикла, учитывая, что он выполняет то, что мы ожидаем от кондиционера, — поглощает тепло.

Это происходит, когда хладагент входит в испаритель в виде низкотемпературной жидкости под низким давлением, и вентилятор нагнетает воздух через ребра испарителя, охлаждая воздух, поглощая тепло из рассматриваемого пространства в хладагент.

После этого хладагент отправляется обратно в компрессор, где процесс возобновляется. Вот как вкратце работает холодильный контур.Если у вас есть вопросы о холодильном цикле или его компонентах, а также о том, как они работают, позвоните нам. Мы помогаем клиентам получить максимальную отдачу от их климатического и холодильного оборудования на протяжении почти 100 лет.

Не оставайтесь незамеченными, когда речь идет об информации о теплопередаче. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.

Роль компрессоров в цикле коммерческого охлаждения

Торговые холодильные системы распространились на крупную промышленность.Процесс охлаждения может быть высокотемпературным, чтобы довести окружающую среду до низкотемпературного замерзания. Морозильные камеры играют ключевую роль в пищевом бизнесе. Если холодильная система не работает должным образом, под угрозой оказывается весь бизнес.

Коммерческое охлаждение представляет собой проблему для технических специалистов, владельцев и установщиков, которые имеют с ними дело каждый день. Существует несколько уровней установок, сетей, запчастей, затрат и т. Д. Фактически, все основные отрасли, такие как пищевая, химическая и технологическая, нуждаются в холодильных системах для поддержания холодного хранения.

Торговые холодильные системы работают с использованием холодильного контура, который работает с абсорбционной системой или парокомпрессором для охлаждения или осушения воздуха. Общий принцип охлаждения расширяет жидкость в газ и отводит тепло из окружающей среды. Одним из компонентов простого холодильного цикла является коммерческий холодильный компрессор.

Компрессор используется в коммерческом холодильном оборудовании, позволяя хладагенту работать в контуре. Компрессор играет в системе такую роль, как сердце в теле живого существа.Питание поступает от электродвигателя, установленного в системе. Этот процесс снижает давление в системе хладагента.

Хладагент выходит из компрессора через конденсатор. Когда этот процесс происходит, он происходит в конденсаторе, где пар превращается в жидкую форму и выделяет тепло. В технологических чиллерах с воздушным охлаждением пар имеет более высокую температуру, чем воздух, проходящий через конденсатор. В системах с водяным охлаждением технологического хладагента пар хладагента имеет более высокую температуру, чем вода, проходящая через конденсатор.

Процесс хладагента завершает свой цикл в конденсаторе. Теперь он проходит через дозирующее устройство или расширительный клапан, и давление падает.

Наконец, хладагент достигает испарителя; здесь тепло заставляет его испаряться. Испаритель собирает тепло из охлаждаемого помещения. Затем хладагент возвращается в компрессор, и весь цикл запускается снова.

Промышленные системы хладагента

Вышеупомянутый процесс описывает основной цикл коммерческой холодильной системы.Тот же процесс становится более масштабным и сложным, когда он применяется к системе промышленного размера.

В системах промышленного размера вы обнаружите, что нагрузки больше и работают в течение более длительных периодов времени, чтобы удовлетворить существующие потребности текущего цикла охлаждения. Для этого большего объема работы определенно требуется больше ресурсов. Нехватка или недостаток ресурсов может плохо сказаться на производительности системы.

Температура также должна быть ниже по мере увеличения площади.Тот же фактор пространства влияет на количество необходимого изоляционного материала. Правильная изоляция требует большего количества материала, чтобы охлаждение не нарушалось в течение более длительного времени.

Промышленная система охлаждения всегда многоступенчатая. Для поддержания оптимального уровня производительности всех ступеней необходимо несколько испарителей и компрессоров. Вот почему, когда дело доходит до промышленного охлаждения, требуется больше оборудования, чтобы система работала с требуемой эффективностью.

Например, ресиверы жидкости — это дополнительное оборудование, которое необходимо.Эти блоки устанавливаются рядом с конденсаторами для приема и хранения заправки хладагента в больших количествах.

Всасывающая ловушка — это еще одно оборудование, которое устанавливается в промышленной холодильной системе для предотвращения попадания жидкого хладагента в компрессор. Обычно его устанавливают рядом с компрессором и испарителем.

Ресиверы

низкого давления служат для отделения жидкости от пара. Следовательно, их использование удобно в системах с избыточной подачей жидкости.

Принцип работы холодильной машины

Принцип работы холодильной машины, описание торгового холодильного оборудования

Принцип работы холодильного оборудования

Парокомпрессионные холодильные системы: принцип работы и компоненты

Компоненты парокомпрессионного холодильного оборудования

Компрессор

Конденсатор и испаритель

Вспомогательная аппаратура

Правила эксплуатации холодильного оборудования

Устройство холодильной установки

Принцип работы холодильной установки

Эксплуатация и техническое обслуживание

Правила технической эксплуатации холодильных установок:

Меры безопасности

Срок службы холодильного оборудования

Принцип работы и конструкция кондиционера

холодильное оборудование и расходные материалы

Компрессоры поршневые

Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ХОЛОДИЛЬНИКА

Принцип работы оборудования

Принцип работы холодильников — Как работают холодильники?

Холодильное оборудование: принцип, установка и системы

Как работает холодильник (холодильник)?

Принцип работы холодильника

Детали холодильника

Расширительный клапан

Компрессор

Испаритель

Конденсатор

Хладагенты

Функция холодильника: как работает холодильник?

Четыре компонента основного цикла охлаждения

Роль компрессоров в цикле коммерческого охлаждения

Промышленные системы хладагента

Добавить комментарий Отменить ответ