Холодильные машины и установки. Устройство, виды, принцип действия холодильных машин.

1. Общие сведения о холодильных машинах

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос теплоты осуществляется за счет потребляемой при этом энергии. Холодильная установка выполняется по проекту в зависимости от проектного задания, определяющего охлаждаемый объект, необходимого интервала температур охлаждения, источников энергии и видов охлаждающей среды (жидкая или газообразная).

Холодильная установка может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом. Холодильная установка может быть установлена в помещении, на открытом воздухе, на транспорте и в разных устройствах, в которых надо поддерживать заданную пониженную температуру и удалять излишнюю влагу воздуха.

Система теплообмена с охлаждаемым объектом может быть с непосредственным охлаждением холодильным агентом, по замкнутой системе, по разомкнутой, как при охлаждении сухим льдом, или воздухом в воздушной холодильной машине. Замкнутая система может также быть с промежуточным хладагентом, который переносит холод от холодильной установки к охлаждаемому объекту.

Началом развития холодильного машиностроения в широких размерах можно считать создание Карлом Линде в 1874 году первой аммиачной паро-компрессорной холодильной машины. С тех пор появилось много разновидностей холодильных машин, которые можно сгруппировать по принципу работы следующим образом: паро-компрессионнные, упрощенно называемые компрессорные, обычно с электроприводом; теплоиспользующие холодильные машины: абсорбционные холодильные машины и пароэжекторные; воздушно-расширительные, которые при температуре ниже -90 °С экономичнее компрессорных, и термоэлектрические, которые встраиваются в приборы.

Каждая разновидность холодильных установок и машин имеет свои особенности, по которым выбирается их область применения. В настоящее время холодильные машины и установки применяются во многих областях народного хозяйства и в быту.

2. Термодинамические циклы холодильных установок

Перенос теплоты от менее нагретого к более нагретому источнику становится возможным в случае организации какого-либо компенсирующего процесса. В связи с этим циклы холодильных установок всегда реализуются в результате затрат энергии.

Чтобы отводимая от «холодного» источника теплота могла быть отдана «горячему» источнику (обычно — окружающему воздуху), необходимо поднять температуру рабочего тела выше температуры окружающей среды. Это достигается быстрым (адиабатным) сжатием рабочего тела с затратой работы или подводом к нему теплоты извне.

В обратных циклах количество отводимой от рабочего тела теплоты всегда больше количества подводимой теплоты, а суммарная работа сжатия больше суммарной работы расширения. Благодаря этому установки, работающие по подобным циклам, являются потребителями энергии. Такие идеальные термодинамические циклы холодильных установок уже рассмотрены выше в пункте 10 темы 3. Холодильные установки различаются применяемым рабочим телом и принципом действия. Передача теплоты от «холодного» источника «горячему» может осуществляться за счет затраты работы или же затрат теплоты.

2.1. Воздушные холодильные установки

В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, а передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты механической энергии. Необходимое для охлаждения холодильной камеры понижение температуры воздуха достигается в этих установках в результате быстрого его расширения, при котором время на теплообмен ограничено, и работа в основном совершается за счет внутренней энергии, в связи, с чем температура рабочего тела падает. Схема воздушной холодильной установки показана на рис 7.14

Рис. 14. Схема воздушной холодильной установки: ХК — холодильная камера; К — компрессор; ТО — теплообменник; Д — расширительный цилиндр (детандер)

Температура воздуха, поступающего из холодильной камеры ХК в цилиндр компрессора К, поднимается в результате адиабатного сжатия (процесс 1 — 2) выше температуры Т3 окружающей среды. При протекании воздуха по трубкам теплообменника ТО его температура при неизменном давлении понижается — теоретически до температуры окружающей среды Тз. При этом воздух отдает в окружающую среду теплоту q (Дж/кг). В результате удельный объем воздуха достигает минимального значения v3, и воздух перетекает в цилиндр расширительного цилиндра — детандера Д. В детандере, вследствие адиабатного расширения (процесс 3-4) с совершением полезной работы, эквивалентной затемненной площади 3-5-6-4-3, температура воздуха опускается ниже температуры охлаждаемых в холодильной камере предметов. Охлажденный подобным образом воздух поступает в холодильную камеру. В результате теплообмена с охлаждаемыми предметами температура воздуха при постоянном давлении (изобара 4-1) повышается до своего исходного значения (точка 1). При этом от охлаждаемых предметов к воздуху подводится теплота q2 (Дж/кг). Величина q 2, называемая хладопроизводительностью, представляет собой количество теплоты, получаемой 1 кг рабочего тела от охлаждаемых предметов.

2.2. Парокомпрессорные холодильные установки

В парокомпрессорных холодильных установках (ПКХУ) в качестве рабочего тела применяют легкокипящие жидкости (табл. 1), что позволяет реализовать процессы подвода и отвода теплоты по изотермам. Для этого используются процессы кипения и конденсации рабочего тела (хладагента) при постоянных значениях давлений.

Физические параметры хладагентов

Температура кипения tкип при давлении р = 0,1 МПа, °С

Критическая температура, °С

Температура замерзания, tзам, °С

Скрытая теплота парообразования при tкип, кДж/кг

Принцип работы холодильной машины

Жидкий фреон, являющийся в настоящее время основным хладагентом холодильной машины, находящийся в открытом сосуде при нормальном атмосферном давлении, немедленно вскипает. При этом происходит интенсивное поглощение тепла из окружающей среды, сосуд покрывается инеем из-за конденсации и замораживания паров воды из окружающего воздуха. Процесс кипения жидкого фреона будет продолжаться до тех пор, пока весь фреон не перейдет в газообразное состояние, либо давление над жидким фреоном не возрастет до определенного уровня и при этом не прекратится процесс испарения его из жидкой фазы.

Для того, чтобы процесс кипения хладагента в испарителе происходил непрерывно, необходимо постоянно из испарителя удалять газообразный и «подливать» жидкий хладагент.

Процесс конденсации паров жидкости происходит при температуре, зависящей от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура конденсации. Пары фреона R-22 конденсируются в жидкость при давлении 23 атмосферы уже при температуре +55°С. Процесс конденсации паров хладагента в жидкость сопровождается выделением в окружающую среду большого количества тепла. В холодильной машине конденсация паров хладагента происходит в специальном, герметичном теплообменнике, называемом конденсатором.

Для отвода выделяемого тепла используется алюминиевый теплообменник с оребренной поверхностью, называемый конденсатором. Для удаления паров хладагента из испарителя и создания необходимого для конденсации давления используется специальный насос — компрессор.

Элементом холодильной установки является также регулятор потока хладагента, так называемая дроссилирующая капиллярная трубка. Все элементы холодильной машины соединяются трубопроводом в последовательную цепь, обеспечивая тем самым замкнутую систему.

Электрическая Схема Холодильной Установки

Картерный нагреватель 21 необходим для выпаривания хладагента из масла, предотвращения конденсации хладагента в картере компрессора во время его стоянки и поддержания необходимой температуры масла. После остывания электродвигателя и биметаллической пластины контакты вновь замыкаются, и на схему подается питающее напряжение.

В холодильном оборудовании для переноса тепла применяют хладагенты.

В этой системе, происходит охлаждение фреона до комнатной температуры и переход газообразного фреона в жидкое состояние.
принцип работы реле давления

Магнитный пускатель рис. Диаметр сечения трубки — около 0,7 мм.

Если холодопотребление уменьшается, то давление кипения при работе компрессора понижается, разность давлений возрастает и компрессор включается. Наконец, в линейном ресивере создается гидравлический затвор, препятствующий перетеканию пара со стороны высокого давления в испарительную систему, что имело бы своим следствием уменьшение холодопроизводительности установки.

То есть электродвигатель размещён в них внутри корпуса устройства.

Как видно, процесс работы холодильника построен на переходе охлаждающей жидкости фреона или хладагента из жидкого состояния в газообразное.

Узел испарительных конденсаторов и линейного ресивера: 1 — испарительный конденсатор; 2 — водяной насос; 3 — линейный ресивер Узел компрессоров двухступенчатого сжатия.

Электропроводка холодильника подробно без ноу фрост

Основные узлы: перечень, описание

Магнитный пускатель рис. Если магистральные трубопроводы и общие коллекторы располагаются выше компрессоров верхняя разводка , то присоединять всасывающие и нагнетательные трубы от компрессоров к магистральным трубопроводам следует не снизу, а сверху, как показано на рисунке. При этом загорается зеленая лампа 3JI через размыкающий нормально-замкнутый контакт 1Р-3, сигнализирующая о наличии напряжения в цепях управления холодильной установкой. Принципиальные схемы обоих способов охлаждения представлены на рис.

За маслоотделителем к магистрали присоединяют оттаивательный трубопровод 7 подачи пара с нагнетательной стороны в охлаждающие приборы непосредственного охлаждения для плавления инея удаления снеговой шубы с их поверхности.

Генератор В холодильной установке применен генератор Г22 постоянного тока, параллельного возбуждения, номинальной мощности вт. Действительный коэффициент преобразования энергии из-за несовершенства работы компрессора и наличия трения в механизме машины ниже теоретического на

Рекламные предложения на основе ваших интересов: Рис. После этого фреон, в своем новом состоянии, под давлением попадает через узкое отверстие во внутреннюю систему испарителя, где вновь переходит в свое первоначальное жидкое состояние.

В этом случае перед вскрытием неисправного регулирующего вентиля необходимо закрыть запорный вентиль и отсосать хладагент из всего трубопровода.

Этиленовый пар сжимается в компрессорах 6 и 7; между ними производится промежуточное охлаждение пара в теплообменнике 8 пропаном, кипящим при t Нормальное давление пружины на щетки должно быть в пределах — Г проверяется пружинным.

Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями Контакт оперативного термореле Т0 замыкается, обмотка реле 2Р, получив питание, замыкает как описано ранее свой контакт 2Р-1 и включает катушку пускателя ПМ, которая контактами ПМ снова включает электродвигатель ДВ.
Самостоятельно подключаем термостат, прозваниваем обмотки, подключаем пусковое реле.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА

В данной схеме применен промежуточный сосуд 4 со змеевиком для охлаждения жидкого хладагента.

Если охладитель жидкости не используется, то жидкий хладагент может быть направлен по обводной линии мимо него.

Замыкание контактов главной цепи обеспечивается пружинами.

Якорь генератора вращается в двух шариковых подшипниках полузакрытого типа, установленных в передней со стороны привода и задней крышках. При стабилизации тока возвратная пружина приводит стержень в исходное положение и контакт замыкает электрическую цепь.

Он предназначен для выполнения различных функций. Затем, пакетный переключатель переводится в первое положение ПП В результате обмотка двигателя подключается. Это выполняют в связи с тем, что одновременно могут работать не все компрессоры и в трубопроводах, относящихся к неработающим компрессорам, при присоединении труб снизу возможно скопление жидкого агента или масла, что может вызвать гидравлический удар при пуске компрессора.

Добавление комментария

Вскрытие и регулировка реле-регулятора могут производиться только подготовленными рабочими в специальной мастерской, располагающей необходимыми измерительными приборами. Для того чтобы обеспечить надежный сток жидкости, на аммиачных установках линейный ресивер устанавливается ниже конденсатора, а паровые пространства конденсатора и ресивера соединяются уравнительной линией 2, благодаря чему в обоих аппаратах давление выравнивается и жидкость под действием силы тяжести стекает из конденсатора. После остывания электродвигателя и биметаллической пластины контакты вновь замыкаются, и на схему подается питающее напряжение. Обмотка реле 1Р обесточивается и своими контактами 1Р-1 и 1Р-2 останавливает фреоновый компрессор. Иными словами, при фиксированном давлении всасывания каждому сечению по длине цилиндра соответствует определенное значение внутреннего давления сжатия.

Возврат в нормальное положение может быть ускорен нажатием кнопки. После этого необходимо вновь включить автоматические выключатели, а при необходимости пуска холодильно-нагревательной установки вновь нажать кнопку 1КУ 2КУ. Двигатель подвешен на специальный демпфер внутри корпуса компрессора. В случае применения автоматических регуляторов подачи хладагента в испарительную систему коллектор 7 становится распределительным.

Обратное включение его произойдет тогда, когда разность давлений снизится до значения, на которое отрегулировано реле давления. Между компрессором ступени низкого давления и промежуточным сосудом целесообразно предусматривать маслоотделитель 3, так как это не только освобождает промежуточный сосуд от несвойственных ему функций маслоотделения, но и предохраняет поверхность змеевика от замасливания и тем самым от ухудшения теплообмена через нее. Позволяет запускать электродвигатель.
Схема холодильной установки

Холодильные установки

В нижней части корпуса перемещается тяга 2, связанная с подвижной частью контактора перекидной колодочкой при помощи тяги 3 блок-контакта.

Постоянным током 50 В от аккумуляторной батареи АБ питаются преобразователи напряжения холодильника, бытовых электроприборов, бытовые вентиляторы, цепи зарядки аккумуляторных батарей сигнального фонаря и радиоприемника, а также цепи зарядки вспомогательной аккумуляторной батареи 24 В. Оно состоит из тонкой металлической пластины.

Генератор приводится во вращение карбюраторным или электродвигателем при помощи клино-ременной передачи, которая служит одновременно приводом вентилятора конденсатора. Представляет собой медную трубу длиной от 1,5 до 3 метров. В этом случае перед вскрытием неисправного регулирующего вентиля необходимо закрыть запорный вентиль и отсосать хладагент из всего трубопровода.

В противном случае компрессор ждёт гидроудар и выход из строя. Блок-контакт регулируется таким образом, чтобы замыкание его контактов происходило за 1—2 мм до полного втягивания якоря магнитной системы, а размыкание контактов — за 1—2 мм до полного отпадания якоря.

Помощь студентам

При достаточном намораживании льда температура паров фреона во всасывающем трубопроводе понизится и термореле Е2, настроенное на заданную температуру, разомкнет свои контакты и отключит холодильную установку. Как видно из рис. У винтовых и центробежных компрессоров обратные клапаны устанавливают как на нагнетательных, так и на всасывающих линиях, во избежание возникновения обратного потока пара.

Наконец, в линейном ресивере создается гидравлический затвор, препятствующий перетеканию пара со стороны высокого давления в испарительную систему, что имело бы своим следствием уменьшение холодопроизводительности установки. Регулировочные размеры контактов и хода магнитной системы При перегрузке термобиметалл перекидывает изоляционную колодочку в отключенное положение.

Навигация по записям

Уход за генератором При техническом обслуживании необходимо проделать следующие работы: — проверить состояние и натяжение ремня привода генератора, крепление его, а также произвести смазку подшипников; — проверить состояние, чистоту и плотность соединений проводов на корпусе генератора; — сняв защитную ленту с корпуса генератора, осмотреть состояние коллектора и щеток. Магнитный пускатель В холодильной установке применяется магнитный пускатель ПМ водозащитного исполнения, который предназначен для дистанционного пуска и останова, а. Наконец, в линейном ресивере создается гидравлический затвор, препятствующий перетеканию пара со стороны высокого давления в испарительную систему, что имело бы своим следствием уменьшение холодопроизводительности установки. В электросхеме холодильника также присутствует реле защиты. Из конденсатора жидкий фреон стекает в камеру высокого давления поплавкового бака 3.

Образовавшаяся жидкость по сливному трубопроводу 3 стекает в линейный ресивер 5. В случае установки агрегата на улице он должен быть дополнительно укомплектован гидравлическим регулятором давления конденсации, для обеспечения стабильной работы в зимних условиях и поддержания необходимого давления конденсации в холодное время года.
принцип работы холодильной централи