Классификация холодильных машин

Работа холодильных систем и тепловых насосов основана на реализации обратных термодинамических циклов, когда теплота перемещается от низких температур к высоким. Холодильное оборудование отводит тепло от объектов с температурой ниже, чем температура в окружающей среде, чем дополнительно снижает их температуру. Отводимое тепло может использоваться затем в хозяйственных нуждах: для ГВС или организации отопления.

Конструкции и принцип работы холодильных установок и тепловых насосов во многом похожи. Отличие, в основном, в уровне рабочих параметров.

Классификация холодильных машин

Холодильные машины (агрегаты) разделяют на виды по типу физического процесса, заложенного в основе работы.

• Парокомпрессионные, абсорбционные, эжекторные. Этот тип машин использует процессы фазового перехода рабочего состава из жидкого состояния в газообразное.
• Воздушные детандерные. Работают на основе процесса расширения воздуха, при этом производится внешняя работа.
• Воздушные вихревые. Основаны на том же принципе, но без производства внешней работы.
• Термоэлектрические. Функционируют на основе эффекта Пелье.

По типу потребляемой энергии холодильные машины делят на следующие виды.

• Работающие на основе механической энергии – компрессионные.
• Потребляющие тепло – эжекторные, абсорбционные и ряд компрессорных, имеющих турбинный привод.
• Потребляющие электроэнергию – термоэлектрические.

В зависимости от условий работы и необходимого результата холодильные машины разделяется по холодопроизводительности на малые, средние и крупные установки. К малым относятся машины до 15 кВт, к средним – от 15 до 120 кВт, крупными считаются установки с холодопроизводительностью выше 120 кВт.

По температурным характеристикам обслуживаемого объекта машины подразделяются на низко-, средне- и высокотемпературные. Температура соответственно: ниже -30 о С, от -30 о С до -10 о С и выше -10 о С.

По назначению холодильное оборудование может быть универсальным или специализированным. Работает холодильная техника в разных термодинамических циклах, в соответствии с этим меняется схема установки. По этому признаку машины делят на 1-, 2-, многоступенчатые и каскадные.

Варьируется и рабочее тело, в качестве которого в холодильных машинах может использоваться: фреон, пропан, аммиак, этан, воздух, пар и вода и др. Большинство существующих машин относятся к парокомпрессионным, и работают на разных типах компрессоров: поршневых (самые распространенные), ротационных, винтовых, центробежных.

Особенности различных типов холодильных машин

Парокомпрессионные машины на поршневых компрессорах получили заслуженное уважение благодаря высоким энергетическим коэффициентам. У этого типа оборудования высокое отношение давлений кипений и конденсации, но есть и свои недостатки. К ним относятся: высокая вибрация и сравнительно с другими типами оборудования небольшая надежность.

Основным недостатком машин на центробежных компрессорах считается низкая энергетическая эффективность. К плюсам можно отнести: небольшие габариты, высокую надежность и уравновешенность, сравнительную простоту регулирования производительности.

Проблемой машин с винтовыми масляными компрессорами считают именно металлоемкую масляную систему и большие потери в нерасчетных режимах. Тем не менее, они отличаются высокой надежностью и производительностью.

При выборе холодильной техники приходится учитывать много факторов: габариты, производительность, условия и стоимость эксплуатации, виброакустические показатели. К сожалению, универсального оборудования, лучшего по всем показателям, в настоящий момент не существует – на каждом конкретном случае используют те машины, которые оптимально подходят по сумме различных показателей.

Типы холодильных машин, системы охлаждения

Типы холодильных машин. Холодильные машины по принципу получения холода делятся на две группы: работа одной из них связана с затратой механической энергии, другой — с затратой тепла.

К первой группе относятся наиболее распространенные в современной технике компрессионные холодильные машины, ко второй — абсорбционные и пароэжекторные.

Принцип работы компрессионных машин основан на сжатии хладагентов компрессором для их конденсации, в абсорбционных машинах хладагенты поглощаются особыми веществами — абсорбентами с последующим их выпариванием при более высоком давлении, соответствующем давлению конденсации.

В пароэжекторной водяной холодильной машине испарение воды происходит при низком давлении, создаваемом струйным аппаратом — паровым эжектором.

Для получения холода применяют также газовые холодильные машины, роль хладагента в которых выполняет воздух. Такие машины входят в состав установок по получению азота, кислорода и аргона из воздуха;
Холодильной установкой называется объединение холодильной машины с другими элементами, осуществляющими процессы распределения и потребления холода (например, с рассольной системой).

Для получения холода иногда используются машины с незамкнутым циклом, т. е. без возврата испарившегося хладагента, например, установки для получения твердой углекислоты.

Наиболее эффективный способ непрерывного охлаждения связан с процессами кипения жидкого хладагента и его последующей конденсацией в паровых холодильных машинах. Все рассматриваемые в этой главе холодильные машины относятся к паровым.

Системы охлаждения. В зависимости от условий использования холода, температурного уровня, конструктивных возможностей и назначения аппаратов, потребляющих холод, а также от требований техники безопасности, применяют систему охлаждения: с промежуточным хладоносителем или непосредственного испарения.

В системе с промежуточным хладоносителем вода, раствор солей или жидкость с низкой температурой замерзания охлаждаются в испарителе холодильной машины и по трубопроводам циркуляционными насосами подаются к местам потребления холода.

Такие системы используют при передаче холода на значительные расстояния, при разветвленной сети, а также в случаях, когда контакт хладагента с охлаждаемой средой опасен.

В системах с промежуточным хладоносителем процесс теплопередачи происходит дважды: от охлаждаемой среды к хладоносителю и от него в испарителе — к хладагенту, поэтому холодильная установка должна работать с более низкой температурой, чем в системе без промежуточного хладоносителя. Лишь при этом условии будет достигнут необходимый температурный перепад между охлаждаемой средой и хладоносителем.

На циркуляцию хладоносителя, помимо этого, затрачивается энергия, расходуемая насосом.

Все это увеличивает вес и стоимость оборудования холодильной установки, вызывает необходимость изготовления и монтажа оборудования для приготовления, хранения, охлаждения и циркуляции хладоносителя.

В системах непосредственного испарения холодильный агент кипит в аппаратах, потребляющих холод. Эти системы применяются в холодильных установках всех диапазонов, особенно при низких температурах охлаждения, когда выбор хладоносителя затруднен. В этих установках тепло сразу передается от охлаждаемой среды к хладагенту. Отпадает необходимость поддержания двойного температурного перепада. Становятся излишними громоздкие системы приготовления и циркуляции хладоносителя. Установки непосредственного испарения экономичнее систем с хладоносителем, однако им также присущи недостатки:
отсутствие способности аккумулировать (накапливать) холод;
усложнение конструкции аппаратов потребителей холода;
необходимость разводки большого количества хладагента, зачастую более взрывоопасного и токсичного, чем хладоноситель, большая опасность его утечки в помещения, где находятся потребители холода;
трудность регулирования подачи хладагента к потребителям с колеблющимся притоком тепла.

Кроме того, системы непосредственного испарения нецелесообразно применять при подаче холода из крупных холодильных установок на большие расстояния; при заполнении разветвленных систем дорогостоящими хладагентами (например, фреонами); при большом влиянии давления столба жидкого хладагента на температуру его кипения; в установках кондиционирования воздуха при использовании токсичных хладагентов.

По мере усовершенствования способов автоматического регулирования подачи хладагента, оснащения промышленности машинами, защищенными от гидравлических ударов, и перехода на безопасные хладагенты, системы непосредственного испарения, как более экономичные, будут вытеснять системы с промежуточным хладоносителем.

В установках кондиционирования воздуха на мясо- и рыбохолодильниках пользуются системой воздушного охлаждения. Здесь воздух, подаваемый в помещения, предварительно охлаждается в специальных аппаратах — воздухоохладителях, т. е. он по существу является промежуточным хладоносителем.

Тепловой насос. В любой холодильной машине при затрате подведенной извне работы тепло передается от холодного испарителя к теплому конденсатору.

Подбирая хладагенты, имеющие высокие температуры конденсации, или уменьшая подачу воды на конденсатор, можно получить такую температуру охлаждающей воды после конденсатора, которая позволит использовать ее для отопления зданий, горячего водоснабжения, нужд технологии и т. д. Такая машина будет работать в режиме теплового насоса, т. е. будет передавать тепло от холодного испарителя к горячему теплоносителю.

Тепловые насосы могут использоваться для установок сезонного отопления и охлаждения зданий. В качестве хладагента применяются фреон-12, фреон-142 и фреон-11.

Комбинированное производство тепла и холода позволяет использовать одни и те же установки для кондиционирования воздуха — летом и для отопления помещений с подачей тепла или холода на кондиционеры — зимой.

Тепловые насосы позволяют использовать тепло низкого потенциала, применение которого для других целей практически невозможно.

Вода с температурой 30÷40°С, нагретая за счет снятия тепла в химических или металлургических производствах, подается на конденсаторы холодильной установки, работающей в режиме теплового насоса, где нагревается до температуры 60÷70°С и используется для горячего водоснабжения.

Контрольные вопросы
1. Перечислите основные типы холодильных машин.

2. Какие системы охлаждения вам известны?

3. Расскажите о преимуществах и недостатках основных систем охлаждения.

4. Что такое «тепловой насос»?

5. Расскажите о принципах агрегатирования холодильных машин.

6. Перечислите основные виды агрегатов компрессионных холодильных машин.

7. Какие аммиачные и фреоновые агрегатированные холодильные машины вы знаете?

8. Как работает холодильная машина АДС-50?

9. Расскажите о работе фреонового турбохолодильного агрегата.

10. Что такое абсорбция?

11. Расскажите о бинарном растворе.

12. Чем объясняется применение водоаммиачного раствора и раствора бромистого лития?

13. Поясните схему работы абсорбционной холодильной машины.

14. Как работает воздухоотделитель абсорбционной холодильной машины?

15. Назовите особенности устройства аппаратуры бромистолитиевых холодильных машин.

16. Как работает пароэжекторная холодильная машина?

17. Перечислите недостатки пароэжекторных холодильных машин.

Холодильные агрегаты: виды, лучшие модели и современные тенденция развития

Холодильный агрегат состоит из таких элементов как компрессор, теплообменный блок, приборы, обеспечивающие управление, которые объединяются в одном корпусе. Объединение всех этих элементов имеет ряд преимуществ:

• делает оборудование компактным;
• снижение протяженности трубопроводов соединения;
• обеспечивается соединение основных узлов на высоком качественном уровне;
• обеспечивается удобство обслуживания;
• минимизация объемов проведения монтажных работ;
• снижение общей стоимости холодильного оборудования, а также минимальные затраты на эксплуатацию.

Классификация холодильных агрегатов

По типу входящих элементов холодильные агрегаты подразделяются на следующие типы:

• компрессорного типа;
• компрессорно-конденсаторные;
• испарительно-регулирующие;
• испарительно-конденсаторного типа;
• комплексного типа.

Если рассматривать классификацию холодильных агрегатов по типу компрессора, то они подразделяются на:

• герметичные агрегаты;
• полугерметичные агрегаты;
• сальниковые агрегаты.

Если рассматривать холодильные агрегаты по типу работы компрессора, то здесь они подразделяются на поршневые и ротационные. Если привести классификацию по типу охлаждения такого элемента, как конденсатор, то можно подразделить на:

• холодильные агрегаты воздушного типа;
• холодильные агрегаты водяного типа;
• холодильные агрегаты комбинированного охлаждения.

Если рассматривать тенденции на рынке холодильного оборудования, то имеет место создание и внедрение агрегатированного оборудования, представляющего собой один или несколько блоков. Например, моноблоки, сплит-системы, библочные модели.

Сегодня в основном производятся следующие варианты:

1. агрегат компрессорно-рессиверный представляет собой установку, в которой используются различного типа компрессоры, а именно: поршневой и винтовой, герметичного и полугерметичного типа. Все элементы холодильной установки крепятся на раме;
2. многокомпрессорного типа. В данной модели предусмотрено использование сразу нескольких компрессоров. Их установка производится параллельно на раме. Контроль осуществляется с помощью силового щита;
3. модели компрессорно-конденсатного типа в основном используются на улице. Для их производства применяются кожухи защитного типа, в котором устанавливаются все основные элементы для работы. В каждой модели предусматривается определенное сочетание компрессоров, вентиляторов и конденсаторов;
4. модели компрессорно-каскадного типа. В основном используются при установке в устройства, обеспечивающее охлаждение. Для их изготовления применяют спиральные компрессоры.

Холодильные установки компании Dantoss содели серии Optyma Slim Pack являют собой вариант компрессорно-конденсатных агрегатов. Основу конструкции составляет компрессор спиральный с системой охлаждения воздухом, помещенные в защитный кожух.

Основные особенности моделей данной серии следующие:

• наличие защищенного от влаги корпуса типа IP54;
• высокий уровень безопасности и корозионностойкости;
• микроканальный теплообменник способствует простой и быстрой очистке;
• требуется меньший объем заправки хладагента;
• более длительный срок эксплуатации.

Холодильное оборудование серии UFZ в основном используются для поддержания заданного режима температур при перевозке скоропортящихся продуктов. В данном случае предполагается использование кузова изотермического, объем которого колеблется в диапазоне от 19 до 50 м 3 . Данная конкретная модель является моноблоком, устанавливающимся во фронтальной части кузова.

Если вы решили купить холодильный агрегат, воспользуйтесь вариантом заказа, который вам кажется наиболее удобным:

1. позвонить по телефону +7 (846) 266-73-73;
2. оставить заявку на обратный звонок (кнопка в верхней части сайта);
3. оставить заявку на получение консультации: