Ayaklimat.ru

Климатическая техника
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2. Принцип работы холодильной установки. Холодильные агенты и хладоносители

2. Принцип работы холодильной установки. Холодильные агенты и хладоносители.

Рефрижераторные установки на судах служат прежде всего для того, чтобы в течение длительного времени сохранять продукты, особенно легкопортящиеся.. В охлаждающем контуре компрессора тепло забирается от хладагента, который испаряется при низких температуре (обычно ниже 0° С) и давлении. Температура хладагента за счет сжатия поднимается настолько, что принятое до этого тепло может быть отдано, например, охлаждающей воде с более высокой температурой. Для этой цели к установке необходимо подвести энергию, что в данном случае происходит за счет работы, совершенной компрессором.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ судовой холодильной установки показан на рисунке. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6—0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере.

ХОЛОДИЛЬНЫЕ АГЕНТЫ И ХЛАДОНОСИТЕЛИ. Охлаждающие рабочие тела делятся в основном на первичные — холодильные агенты и вторичные — хладоносители.

Холодильный агент под воздействием компрессора циркулирует через конденсатор и испарительную систему. Фрион R22, 134a, 401.

Хладоносители применяются в крупных установках кондиционирования воздуха и в холодильных установках, охлаждающих грузы. В этом случае через испаритель циркулирует хладоноситель, который затем направляется в помещение, подлежащее охлаждению

Наиболее распространенным хладоносителем в больших рефрижераторных установках является рассол — водный раствор хлористого кальция, к которому для уменьшения коррозии добавляют ингибиторы.

КОМПРЕССОР предназначен для сжатия и нагнетания в конденсатор паров хладагента.

В качестве недостатков двухступенчатого компрессора можно выделить лишь высокое давление, влекущее за собой увеличение температуры нагрева основных рабочих частей компрессора, но эта проблема не столь существенна, если компрессорное оборудование установлено в хорошо проветриваемом помещении.

Принцип действия этого компрессора во многом схож с работой поршневого воздушного компрессора. Для обеспечения низких температур компрессор может выполняться двухступенчатым. Имеются конструкции, предусматривающие перевод компрессора из режима одноступенчатого в режим двухступенчатого сжатия в зависимости от потребности.

При сжатии паров происходит повышение не только давления, но и температуры.

КОНДЕНСАТОРЫ. Как отмечалось, большинство конденсаторов выполняются кожухотрубными и охлаждаются водой. Здесь видно, что холодильный агент проходит снаружи трубок, а охлаждающая вода движется внутри них. В конденсаторе, охлаждаемом забортной водой, предусматривается двухходовое движение воды.

У конденсаторов, имеющих длину 3 м и более, предусматривают двойной выход жидкого агента, с тем, чтобы обеспечить бесперебойное поступление жидкости в систему во время качки судна.

ИСПАРИТЕЛИ. Испарители делятся на два вида: испарители непосредственного охлаждения, в которых холодильный агент охлаждает непосредственно воздух, и кожухотрубные, в которых холодильный агент охлаждает хладоноситель.

Простейшим испарителем непосредственного охлаждения является пучок трубок с увеличенной поверхностью благодаря их оребрению. Холодильный агент кипит в трубках и охлаждает воздух, который прогоняется снаружи вентилятором, обеспечивающим циркуляцию воздуха.

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

МАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ устанавливается на стороне нагнетания компрессора и является обязательной частью агрегатов с винтовыми компрессорами

ОСУШИТЕЛИ холодильного агента обязательно используются во фреоновых установках для удаления влаги, оказавшейся в системе

ЖИДКОСТНЫЙ РЕСИВЕР может включаться в состав установки по следующим соображениям: являясь дополнительной емкостью, он, во-первых, создает резерв холодильного агента в системе, необходимый для работы установки в различных режимах; во-вторых, обеспечивает хранение агента, когда необходимо откачать его из системы.

Читайте так же:
Как регулировать температуру samsung холодильник

В малых установках откачиваемый из системы холодильный агент обычно собирают в конденсатор.

Вспомогательное оборудование холодильных машин и установок

осушитель воздуха

К вспомогательному оборудованию относятся отделители жидкости, маслоотделители, промежуточные сосуды и ресиверы. Они обеспечивают стабильность и безопасность работы холодильных установок.
Отделители жидкости предназначены для улавливания капель жидкости, которые содержатся в парожидкостной смеси холодильного агента, поступающего из испарителей. Тем самым они защищают компрессор от опасного режима работы при попадании в цилиндр жидкости вместе с паром холодильного агента, обеспечивают сухой ход компрессора, приближая тем самым режим холодильной машины к расчетному. Капли жидкости осаждаются в этих аппаратах вследствие резкого уменьшения скорости и изменения направления движения потока парожидкостной смеси на 90°, 180°.

Отделители жидкости устанавливают только на панельных испарителях и в некоторых системах охлаждения фруктохранилищ. При использовании охлаждающих систем с принудительной циркуляцией холодильного агента жидкость отделяется в циркуляционном ресивере.

Маслоотделители предназначены для отделения масла, уносимого холодильным агентом из компрессора. Масло увлекается агентом, как в виде капель, так и в парообразном состоянии. Уменьшение масляной пленки приводит к повышению эффективности теплообменных аппаратов.

Маслоотделители подразделяются на промывные и инерционные.

В промывных маслоотделителях пар проходит через слой жидкого холодильного агента. При этом он охлаждается в результате испарения части жидкости и освобождается от масла. Степень отделения от масла составляет 85-90%.

В инерционных маслоотделителях происходит инерционное отделение масляных капель в результате резкого изменения скорости и направления потока, а также действия центробежной силы. Степень отделения масла в таких маслоотделителях доходит до 80%.
Маслоотделитель представляет собой сварной вертикальный сосуд, заполненный до определенного уровня жидким аммиаком, через который проходят пары аммиака. Очистившись от масла, пары аммиака выводятся из сосуда. Обозначения промывных отделителей: 50 ОММ-300 ОММ (О — отделитель, М — масло, М — модернизированный, цифры перед буквами означают диаметр условного прохода входного и выходного патрубков).

Промежуточные сосуды используют в аммиачных холодильных установках двухступенчатого сжатия для полного промежуточного охлаждения паров холодильного агента, поступающего из компрессора ступени низкого давления, и для переохлаждения жидкого аммиака в змеевике аппарата перед регулирующим вентилем. Охлаждение паров хладагента осуществляется путем барботирования их через слой жидкого аммиака. Промежуточный сосуд типа ПСз (П — промежуточный, С — сосуд, з — змеевиковый). Он представляет собой вертикальный сосуд со встроенной теплопередающей поверхностью, выполненной в виде змеевика, который укреплен на днище сосуда. Сосуд заполняется жидким аммиаком так, чтобы змеевик был полностью погружен в него. Промежуточный сосуд отделяет также масло после ступени низкого давления. Для периодического слива масла в промежуточном сосуде предусмотрен трубопровод с вентилем.

Ресиверы представляют собой герметичные цилиндрические сосуды, которые служат емкостью для жидкого холодильного агента. Различают линейные, дренажные, циркуляционные и защитные ресиверы. По конструкции они бывают вертикальные и горизонтальные.

Линейные ресиверы предназначены для компенсации различия в заполнении испарительного оборудования жидкостью при изменении тепловой нагрузки. Они освобождают конденсатор от жидкости и создают равномерный поток жидкого агента к регулирующему вентилю. Линейный ресивер устанавливают между конденсатором и регулирующим вентилем. Постоянно поддерживаемый уровень жидкого холодильного агента является гидравлическим затвором, который препятствует перетеканию пара высокого давления в испаритель. Линейный ресивер является хорошим сборником воздуха и масла.

Дренажные ресиверы служат для слива жидкого холодильного агента из аппаратов и трубопроводов холодильной установки при эксплуатации и ремонте. Циркуляционные ресиверы используют в насосно-циркуляционных схемах питания испарительных систем жидким холодильным агентом. Они являются резервуаром, постоянно содержащим жидкий холодильный агент в количестве, обеспечивающем непрерывную работу циркуляционного насоса, подающего жидкость в испарители. Ресиверы устанавливают на стороне низкого давления ниже отметки, на которой размещается все оборудование испарительной системы. Это обеспечивает свободный слив жидкости из испарителей и отделителей жидкости.

Читайте так же:
Сплит системы для холодильных установок

Защитные ресиверы вместе с отделителем жидкости, который устанавливают на всасывающем трубопроводе между испарителями и компрессором, служат для защиты компрессоров от гидравлических ударов. Применяют их в безнасосных системах питания испарителей жидким холодильным агентом. Горизонтальные ресиверы типа РД (Р — ресивер, Д — дренажный). Ресиверы РД используют как линейные, дренажные, циркуляционные и защитные. Ресиверы РДВ (В — вертикальный) — как циркуляционные и защитные.

Насосы холодильных установок предназначены для циркуляции охлаждающей воды в оборотных системах водоснабжения, промежуточного хладоносителя (рассол или ледяная вода), а также жидкого аммиака в насосно-циркуляционных системах. Для жидкого аммиака применяют специальные аммиачные бессальниковые насосы. Переохладители в аммиачных машинах не всегда обязательны. В виде отдельного аппарата их применяют только на больших холодильных установках и особенно на тех, которые снабжены оросительными конденсаторами.

Теплообменники для хладоновых машин всегда необходимы. Они нужны не только для переохлаждения жидкого холодильного агента, но и для перегрева парообразного хладона, поступающего из испарителя в компрессор.

Теплообменник представляет собой стальной сварной кожух в виде отрезка трубы с приваренными к ее торцам сферическими донышками. Внутри трубы (кожуха) помещен змеевик из медной трубки. Концы змеевика выведены из кожуха через отверстия в донышках. Жидкий хладон проходит через теплообменник внутри змеевика, а парообразный — в кожухе, омывая наружную поверхность змеевика. Движение жидкости и пара осуществляется противотоком.

В малых холодильных машинах, применяемых для бытовых холодильников, функцию теплообменника выполняют спаянные между собой на некотором участке трубки: капиллярная, по которой жидкий хладон направляется к испарителю, и отсасывающая, по которой проходит в противоположном направлении холодильный пар из испарителя к компрессору.

Программа дисциплины «Холодильные установки»

Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель _______ «___»________ 2013 г.

Ермоленко М. В., к.т.н., и.о. доцента кафедры «Техническая физика и теплоэнергетика».

2.1 На заседании кафедры «Техническая физика и теплоэнергетика»

Протокол от «____» __________ 2013 г., № __.
Заведующий кафедрой _________ О.А. Степанова

2.2 На заседании учебно-методического бюро

Протокол от «____» __________ 2013 г., № __
Председатель ____________ С.С. Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО

Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета

Протокол от «____» __________ 2013 г., № __.
Председатель УМС _________ Г.К. Искакова
^ 4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

Содержание

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 4

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 4

3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 4

3.1 Краткое содержание дисциплины: 4

3.2 Цель изучения дисциплины 5

3.3 Основная задача изучения дисциплины 5

3.4 Результаты обучения 5

3.5 Пререквизиты курса 6

3.6 Постреквизиты курса 6

3.7 Выписка из рабочего учебного плана 6

4 Содержание учебной ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) 6

^ 6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ 10

7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ 17

8 ЛИТЕРАТУРА 20

8.1 Основная литература 20

8.2 Дополнительная литература 20

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебно-методического комплекса по дисциплине «Холодильные установки» предназначена для студентов специальности 5В072300 – Техническая физика.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает порядок организации учебного процесса по дисциплине «Кондиционирование воздуха и вентиляция» в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов:

— Государственный общеобязательный стандарт образования специальности 050723 – Техническая физика, ГОСО РК 3.08.343 – 2006, утвержден и введен в действие Приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан от 23 декабря 2005 года, № 779;

— Типовой учебный план специальности 5В072300 – «Техническая физика»;

— СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;

— ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и содержание учебно-методических комплексов дисциплин».

3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3 .1 Краткое содержание дисциплины:

Курс «Холодильные установки» является элективным предметом для студентов специальности 5В072300 – Техническая физика и включается в учебные планы в качестве профильной дисциплины.

Производство искусственного холода, т. е. достижение температур ниже температуры окружающей среды, и осуществление различных технологических процессов при этих температурах находят все расширяющееся применение во многих отраслях народною хозяйства. Холодильная техника оказалась нужной почти всем областям человеческой деятельности. Развитие некоторых совре­менных высокотехнологичных отраслей нельзя, себе представить без применения искусственного холода.

Читайте так же:
Вода в системе холодильной установки

Поэтому изучение современных методов проектирования и эксплуатации холодильных установок является весьма актуально для специалистов по обслуживанию холодильного оборудования.

Бакалавры специальности «Техническая физика», работа которых неразрывно связана с использованием искусственного холода, применяют полученные знания при работе в данном направлении.

3.2 Цель изучения дисциплины

Целью данного курса является изучение студентом основных и принципиальных положений рационального проектирования холодильных установок и основных приемов эксплуатации холодильного оборудования с учетом современного развития систем холодоснабжения.

3.3 Основная задача изучения дисциплины

Основная задача изучения дисциплины  обучить студентов основам теории холодильных установок, подбора и эксплуатации оборудования систем холодоснабжения. Привить навыки анализа режимов эксплуатации холодильных систем и их сопоставления с оптимальными параметрами.

3.4 Результаты обучения

В результате изучения дисциплины студент должен:

    • основы рационального проектирования холодильных предприятий, монтажа и эксплуатации холодильного оборудования;
    • методиками расчета и конструирования тепловой изоляции охлаждаемых объектов;
    • методиками расчета теплопритоков в охлаждаемые объекты.
    • составлять технические задания на проектирование холодильных предприятий;
    • проектировать, конструировать и испытывать элементы холодильных установок;
    • совершенствовать эксплуатационные режимы и техническое обслуживание машин и аппаратов;
    • организовать монтаж и эксплуатацию холодильного оборудования в соответствии с ГОСТами и правилами техники безопасности;
    • использовать автоматизированные системы проектирования и современную вычислительную технику.

    3.5 Пререквизиты курса

    • Физика;
    • Химия;
    • Математика;
    • Техническая термодинамика и Тепломассообмен;
    • Кондиционирование воздуха.

    3.6 Постреквизиты курса

    • Автоматизация холодильных установок;
    • Дипломное проектирование.

    3.7 Выписка из рабочего учебного плана

    4 Содержание учебной ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

    Содержание учебной дисциплины представлено в таблице 2.
    Таблица 2

    Наименование тем и их содержаниеКоличество часов
    12
    Модуль 1. Теоретические основы холодильных установок.
    Лекционные занятия
    «Холодильные установки» как научная дисциплина. Введение. Классификация холодильных установок в зависимости от типа холодильных машин. Непрерывная холодильная цепь. Равновесная температура и относительная влажность воздуха в охлаждаемом помещении.2

    Продолжение таблицы 2

    12
    п роектирование предприятий. Схема технологического процесса и грузооборот, как основные исходные данные для проектирования. Определение вместимости охлаждаемых помещений. Определение основных размеров холодильника. Промерзание грунта под охлаждаемыми помещениями. Способы и устройства, предохраняющие грунт под по­лом холодильника и от промерзания.2
    ^ Изоляция охлаждаемых объектов. Назначение изоляции охлаждаемых помещений, аппаратов и трубопроводов. Формы связи влаги с материалами. Увлажнение материалов в изоляционных конструкциях охлаждаемых помещений. Установление зоны конденсации и борьба с этим явлением. Определение необходимого сопротивления пароизоля­ционного слоя.2
    ^ Изоляционные конструкции. Изоляционные конструкции ограждений и требования, предъявляемые к ним. Коэффициенты теплопередачи ограждений при наличии в них тепловых мостиков. Метод мембран.2
    ^ Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения. Выбор расчетного периода. т еплоприток через ограждения. Теплоприток от грузов. Теплоприток, возникающий при дыхании плодов и овощей. Теплоприток при вентиляции охлаждаемых помещений. Учет эксплуатационных теплопритоков. Распределение теплопритоков по температурам хранения.4
    Практические занятия
    Расчет равновесной температуры и относительной влажности воздуха в охлаждаемом помещении.1
    Определение емкости камер и максимального поступления продуктов на холодильник. Расчет грузового фронта холодильника.2
    Определение зоны конденсации влаги в ограждении холодильника.3
    Расчет теплоизоляции холодного трубопровода.1
    Расчет ограждений с тепловыми мостиками.1
    Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения.4
    Лабораторные занятия
    Определение конструктивных параметров охлаждающих приборов.1
    Исследование температурных режимов и теплопереноса в теплообменных аппаратах холодильных машин.2
    Модуль 2. Конструктивные решения холодильных установок.
    Лекционные занятия
    ^ Схемы холодильных установок. Требования, предъявляемые к схемам холодильных установок. Схемы узлов машинного отделения, двухступенчатой холодильной установки. Схема узлов конденсатора и регулирующей станции. Способы подачи хладагента в охлаждающие приборы.2
    ^ Насосные автоматизированные схемы. Насосные автоматизированные схемы с верхней и нижней подачей жидкого хладагента. Регулирование температуры в охлаждаемом объекте в зависимости от подачи хладагента. Схемы включения охлаждающих приборов универсальных камер. Компаундная схема холодильной установки. Подбор ресиверов различного назначения. Расчет трубопроводов при движении 2-х фазного потока.4

    5 ^ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
    5.1 Определение грузового фронта холодильников и количества грузовых механизмов. К онспект. СРС 1.

    5.2 Особенности одноэтажных, многоэтажных и высотных холо­дильников. Планировка холодильников. р еферат. СРС 2.

    5.3 Свойство тепло-, паро- и гидроизоляционных материалов. Их классификация и требования, предъявляемые к ним. Реферат. СРС 3.

    5.4 Понятие о массивности ограждений. Коэффициент теплоусвоения поверхности и материала. Теплоустойчивость ограждений. Конспект. СРС 4.

    5.5 Метод круговых потоков и его применение при расчете изолированных ограждений транспортных средств. Конспект. СРС 5.

    5.6 Определение холодопроизводительности и площади теплопередающей поверхности приборов охлаждения. Оптимальные перепады температур в испарителях. Выбор температур кипения. Конспект. СРС 6.

    5.7 Типы и размещение охлаждающих приборов батарейного типа. Реферат. СРС 7.

    5.8 Способы уменьшения усушки неупакованных продуктов при хранении в холодильниках. Реферат. СРС 8.

    5.9 Размещение охлаждающих приборов воздушного охлаждения. Канальное и бесканальное распределение воздуха в охлаждаемом помещении. р еферат. СРС 9.

    5.10 Основы расчетов трубопроводов. Определение их диаметра по до­пустимой скорости движения вещества и по величине допустимого падения давления. Конспект. СРС 10.

    5.11 Способы удаления жидкого хладагента из дренажного ресивера. Безнасосные схемы холодильных установок. р еферат. СРС 11.

    5.12 Схемы охлаждения с применением хладоносителя. Свойства и область применения хладоносителей. Конспект. СРС 12.

    5.13 Схемы закрытого и открытого типа с применением хладоносителя. Схемы с аккумулятором холода. р еферат. СРС 13.

    5.14 Схемы включения гидроциклонов в общую схему холодильной установки. Конспект. СРС 14.

    5.15 Конструкции воздухоотделителей и схемы включения их в ус­тановки. Особенности воздухоотделения в хладоновых установках. р еферат. СРС 15

    5.16 Способы заготовки естественного льда. Физические основы льдогомогенного охлаждения. Ледники. Системы танкового охлаждения. Ледяной склад Крылова. Виды искусственного льда. Конспект. СРС 16.

    5.17 Льдогенераторы, типы и конструкции. р еферат. СРС 17.

    5.18 Производство и применение сухого льда. р еферат. СРС 18.

    5.19 Конструкции и область применения атмосферных охладителей воды. р еферат. СРС 19.

    5.20 Графики нагрузки на холодильное оборудование и их учет при подборе числа компрессоров. Выбор типа и числа конденсаторов, испарителей и др. Конспект. СРС 20.

    5.21 Планировки машинных отделений. Размещение оборудования на открытых площадках. Типы разводки трубопроводов. Системы децентрализованного холодоснабжения. Конспект. СРС 21.

    5.22 Холодильные установки торговой сети и промышленные низкотемпературные установки для испытания различных изделий. р еферат. СРС 22.

    5.23 Холодильный транспорт. р еферат. СРС 23.

    5.24 Подготовка к пуску холодильной установки. Пуск и остановка компрессора и всей установки в целом. Конспект. СРС 24.

    5.25 Особенности эксплуатации винтовых, ротационных и центробежных компрессоров. Конспект. СРС 25.

    5.26 Эксплуатация аппаратов холодильной установки. Заправка и дозаправка системы хладагентом и хладоносителем. Конспект. СРС 26.

    5.27 Порядок выпуска масла из машин и аппаратов холодильной установки. Выпуск воздуха. Конспект. СРС 27.

    Устройство и принцип работы холодильной установки

    Сегодня в охлаждении нуждается огромное количество продуктов, а еще без холода невозможно реализовать многие технологические процессы. То есть с необходимостью применения холодильных установок мы сталкиваемся в быту, в торговле, на производстве. Далеко не всегда удается использовать естественное охлаждение, ведь оно сможет понизить температуру лишь до параметров окружающего воздуха.

    На выручку приходят холодильные установки. Их действие основано на реализации несложных физических процессов испарения и конденсации. К преимуществам машинного охлаждения относится поддержание в автоматическом порядке постоянных низких температур, оптимальных для определенного вида продукта. Также немаловажными являются незначительные удельные эксплуатационные, ремонтные затраты и расходы на своевременное техническое обслуживание.

    Как работает холодильная машина

    Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.

    Схема передачи теплаЭто оборудование включает в себя четыре узла:

    • компрессор
    • конденсатор
    • терморегулирующий вентиль
    • испаритель

    Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах. Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения. Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.

    При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта. Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.

    Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.

    После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.

    Цикл циркуляции хладагентаНа рисунке представлена схема простейшей установки, рассмотрев которую можно наглядно представить принцип работы холодильной машины. Из обозначений:

    • «И» — испаритель
    • «К» -компрессор
    • «КС» — конденсатор
    • «Д» — дроссельный вентиль

    Стрелочками указано направление технологического процесса.

    Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.

    В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.

    Теоретический и реальный цикл холодильной установки

    Цикл КарноНа этом рисунке представлен теоретический цикл простейшей холодильной установки. Видно, что в испарителе происходит не только непосредственно испарение, но и перегрев пара. А в конденсаторе пар превращается в жидкость и несколько переохлаждается. Это необходимо в целях повышения энергоэффективности технологического процесса.

    Левая часть кривой – это жидкость в состоянии насыщения, а правая – насыщенный пар. То, что между ними – паро-жидкостная смесь. На линии D-A` происходит изменение теплосодержания холодильного агента, сопровождающееся выделением тепла. А вот отрезок В-С` наоборот, указывает на выделение холода в процессе кипения рабочей среды в трубках испарителя.

    Реальный рабочий цикл отличается от теоретического ввиду наличия потерь давления на трубопроводной обвязке компрессора, а также на его клапанах.

    Чтобы компенсировать данные потери работа сжатия должна быть увеличена, что снизит эффективности цикла. Данный параметр определяется отношением холодильной мощности, выделяемой в испарителе к мощности, потребляемой компрессором и электрической сети. Эффективность работы установки – это сравнительный параметр. Он не указывает непосредственно на производительность холодильника. Если данный параметр 3,3, это будет указывать, что на единицу электроэнергии, потребляемой установкой, приходится 3,3 единицы произведенного ею холода. Чем больше этот показатель, тем выше эффективность установки.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector