Проектирование компрессионного холодильного оборудования

Введение
Вусловиях рыночной экономики качественное холодильное торговое оборудованиеимеет огромное значение. Один из главных факторов увеличения покупательскогоспроса — расширение ассортимента продукции, доброкачественность которойобеспечивается только при правильном хранении и соблюдении температурногорежима. Кроме того, при закупке большой партии продукции предприятие можетполучить значительные скидки на товар, а качественное хранение большогоколичества продукции может быть обеспечено только за счет хорошего холодильногооборудования. Существующие холодильные машины подразделяются на 2 группы:
-компрессионные— работающие с затратой механической энергии,
-адсорбционные— работающие с затратой тепловой энергии.
Вданном курсовом проекте мы рассмотрим компрессионные холодильники и установки. Компрессионнаяхолодильная машина состоит из четырех основных частей: испарителя, компрессора,конденсатора и терморегулирующего вентиля (ТРВ). Компрессор холодильной машиныпредназначен для осуществления следующих процессов: всасывания паров хладагентаиз испарителя, адиабатического их сжатия и нагнетания в конденсатор. Всасываниекомпрессором паров из испарителя. Испарители (воздухоохладители), расположенныев охлаждаемой среде (камере), при работающей холодильной установке имеютнаинизшую температуру по сравнению с другими телами, находящимися в камере. Втрубках испарителя (воздухоохладителя) находится хладагент, температура кипениякоторого зависит от давления. Образующиеся пары в испарителе постоянноотводятся компрессором, что обеспечивает постоянное давление и соответственнопостоянную температуру кипения хладагента.
ГЛАВА 1. Основы эксплуатациикомпрессионных холодильников и установки1.1 Основы эксплуатации компрессионныххолодильников и установки
Дляхранения скоропортящихся продуктов в домашних условиях применяют небольшиемашины искусственного холода — бытовые холодильники. В холодильных машинах иагрегатах используется искусственное охлаждение, так как в большинстве случаевдля сохранения особенно продовольственных товаров необходимо поддерживатьтемпературу ниже температуры окружающей среды. Процесс охлаждения протекает сучастием охлаждающей среды (воздуха камеры с продуктами, воды — при получениильда, рассола) и рабочего вещества, или охладителя. Охладитель, или хладагент,имеющий более низкую температуру, поглощает тепло из охлаждаемой среды. Вкачестве охладителей используют вещества, изменяющие свое агрегатное состояниепри низкой температуре, поглощая при этом большое количество теплоты. Это —водный лед, льдосоляные смеси, сухой лед (твердый диоксид углерода) и жидкиехолодильные агенты (хладон и аммиак). Водный лед и льдосоляные смеси поглощаюттеплоту в процессе плав­ления, сухой лед — в процессе сублимации (переход изтвердого состояния в газообразное). В холодильных машинах используют жидкиехладагенты, которые за счет циркуляции в устройствах машин поглощают теплотупри кипении.
Характеристикахладагентов.Хладагент представляет собой химическое вещество, предназначенное для отводатепла от охлаждаемой среды. Для этого используют специальные легкокипящиежидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении. Внастоящее время широко применяются холодильные агенты аммиак и фреон-22
Аммиак— это бесцветный газ с резким запахом, ока­зывающий раздражающее действие наслизистую оболочку. Поэтому при утечке через неплотности его можно обна­ружитьпо запаху. Аммиак и в воде имеет высокую взаимную растворимость. Его используютв холодильных машинах средней и большой производительности. Применение аммиакакак холодильного агента в машинах малой мощности ограничено, так как он имеетнедостатки (ядовитость, взрывоопасность, воспламеняемость).
Фреон-22— бесцветный газ со слабым специфическим запахом, поэтому его утечку из системытрудно обнаружить. Он становится заметным только при содержании его в воздухеболее 20%. Он легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам,взрывоопасен, но не горюч. При атмосферном давлении температура его кипения 400°С. Преимущество фреона-22 — безвредность, только при содержании его в воздухеболее 30% появляются признаки отравления организма из-за недостатка кислорода.
Компрессорныехолодильные машины. Эти машины состоят из следующих основных частей:испарителя, конденсатора, компрессора и регулирующего вентиля.
Испаритель— устройство, имеющее вид змеевиковой ребристо-трубной батареи,- в которойпроисходит кипение хладагента в условиях низкой температуры за счет теплоты,поглощаемой из окружающей среды. Испаритель устанавливается внутри холодильногошкафа, в верхней его части.
Конденсатор— устройство, предназначенное для охлаждения паров фреона и превращения их вжидкость. Для ускорения охлаждения фреона через конденсатор продувают воздухспециальным вентилятором.
Компрессор— устройство, которое отсасывает пары хладагента из испарителя и направляет ихв конденсатор в сжатом состоянии. Компрессор состоит из цилиндра, поршня иэлектродвигателя.
Регулирующийвентиль — устройство, регулирующее количество жидкого фреона, подаваемого виспаритель. Кроме того, регулирующий вентиль снижает давление фреона дляобеспечения условий низкотемпературного кипения. Фреоновая автоматическая компрессорная машина. Эти машины в настоящеевремя применяются для охлаждения витрин, шкафов, камер, прилавков, испарителикоторых устанавливают внутри охлаждаемого объекта. Для удобства эксплуатации иремонта некоторые устройства объединяют в один узел и называют агрегатом. Внастоящее время заводы выпускает агрегаты ФАК-1,5МЗ открытого типа. Испарительи регулирующий вентиль устанавливаются в камере охлаждения, а остальные деталимашины установлены на штампованной плите и образуют агрегат. Агрегатустанавливают рядом с камерой охлаждения и соединяют с испарителем трубками, покоторым циркулирует хладагент (фреон).
Сутьработы машины заключается в следующем: хладагент, попав в испаритель, закипает,переходит из жидкого состояния в газообразное. При этом активно поглощает теплоот трубок и ребер испарителя. Пары в испарителе отсасывают при помощикомпрессора, который направляет их в сжатом состоянии (6-8 атм) в конденсатор.В конденсаторе при помощи охлаждаемого воздуха хладагент, имея высокоедавление, переходит в жидкое состояние. Жидкий хладагент поступает в испарительчерез регулирующий вентиль, который снижает давление и регулирует его подачу.Таким образом, в замкнутой системе непрерывно циркулирует одно и то жеколичество фреона и его паров.
Холодильныегерметические агрегаты. Промышленность выпускает более совершенные холодильные машины сгерметическими компрессорами марок ФГК. Главное преимущество их в том, чтоэлектродвигатель и компрессор находятся в одном герметическом кожухе и образуютединый блок. Такой агрегат может работать длительное время, так как у негоотсутствуют сальники, которые исключают утечку фреона.
ФГКпо своему размеру и весу значительно меньше. Достигается это за счет уменьшенияразмера двигателя, отсутствия передаточного механизма и лучшего охлаждения егопарами фреона.
ФГКработает почти бесшумно, не давая вибраций на фундамент.
Холодильныйагрегат ВС. Эти агрегаты отличаются от агрегатов ФГК только более узкимдиапазоном рабочей температуры, меньшим весом и габаритами конденсатора.Экранированный герметичный агрегат ФГ-1,1 конструктивно выполнен так, что вгерметичной полости находится только ротор электродвигателя. Вынесение статораиз герметичной полости упрощает его сборку и дает возможность быстрой замены вовремя ремонта. Герметичные компрессоры станут основными агрегатами холодильныхмашин, применяемых в общественном питании, так как они имеют меньшую массу,габариты и потребляют меньше энергии. Отсутствие сальников в конструкцииагрегата исключает утечку хладагента и значительно повышает надежность работы.Краткие сведения о теплоизоляционных материалах. Теплоизоляционные материалыприменяют для изоляции шкафов, прилавков и витрин с целью максимальногоуменьшения теплопритока в охлаждаемое оборудование. К теплоизоляционнымматериалам предъявляют следующие требования: прочность, долговечность,устойчивость, небольшая стоимость, низкий коэффициент теп­лопроводности итеплоемкости, безвредность, биостойкость, низкая гигроскопичность. Приизготовлении холодильного оборудования в промышленности применяютсятеплоизоляционные материалы: пеностеклопори-стая стеклянная масса, альфоль —гофрированные алюминиевые листы, минеральная пробка, пенопласт, асбест,рубероид и битум. Нагретые пары поступают в конденсатор, температура которогониже температуры хладагента. В конденсаторе за счет разницы температурпроисходит конденсация, т. е. преобразование пара в жидкость. Затем жидкийхладагент попадает в испаритель через узкую капиллярную трубку. Посколькуканалы испарителя значительно больше диаметра капиллярной трубки, в немпроисходит падение давления и кипение хладагента. При кипении поглощается теплои в холодильной камере постепенно понижается температура. Конструкция холодильной камеры позволяет создавать различныетемпературные режимы в отдельных местах.
Вобычной холодильной камере компрессионных холо­дильников поддерживаетсятемпература от +2 до +10°С и в ней продукты хранятся в охлажденном виде.Некоторые виды компрессионных холодильников имеют холодильную камеру, в которойподдерживается температура 0°С. При такой температуре многие продукты лучшесохраняются без замораживания. В низкотемпературном отделении холодильниковхранятся предварительно замороженные продукты, а в морозильном отделенииосуществляется быстрая заморозка продуктов до температуры -18°С. Вкомпрессионных холодильниках зарубежного производства могут быть дополнительныетемпературные отделения («винный погреб», льдогенератор и др.).
 
1.2Основы эксплуатации холодильного оборудования
Задачаэксплуатации холодильных установок состоит в создании и поддержании нормативныхтемпературно-влажностных режимов в охлаждаемых помещениях либо в обеспечениизаданных технологических процессов про­изводства при минимальных затратах навыработку холода и при условии безопасной и надежной работы оборудования.Обслуживание холодильной установки в процессе эк­сплуатации включает в себяследующие операции: пуск, остановка, регулирование режима работы, выполнениеряда вспомогательных работ, устранение неисправностей, проведение мелкоготекущего ремонта оборудования, на­блюдение за системой автоматизации, ведениеучета работы холодильной установки. В процессе эксплуатации необходимообеспечить надежность и долговечность работы холодильного оборудования вэкономичных режимах, надежность поддержания требуемых технологических режимов,безопасность работы обслуживающего персонала. Обслуживающий персонал должениметь соответствующую квалификацию, хорошо знать оборудование и правила егоэксплуатации. В процессе регулирования холодильной установки об­служивающийперсонал обязан обеспечить оптимальный режим работы, определяемый оптимальнымиперепадами температур между средами в теплообменных аппаратах, оптимальнымперегревом пара. Оптимальные перепады температур зависят от конкретных условийработы. Например, в транспортных холодильных установках, где важна компактностьоборудования, сознательно увеличивают перепады температур. При расчетекамерного теплообменного оборудования учитывают технологические требования.Оптимальные температурные перепады должны быть известны обслуживающемуперсоналу. Основные показатели работы холодильной установки —холодопроизводительность, расход электроэнергии, расход воды — зависят оттемпературного режима работы холодильной установки. Температура кипения.Перепад температур между воздухом охлаждаемого объекта и температурой кипенияпринимают равным 7—10 °С. В испарителях для охлаждения хладоносителей разностьтемператур между охлаждаемым хладоносителем и температурой кипения хладагента —4-6 °С.
Температураконденсации. Вода подогревается в ко-жухотрубных конденсаторах до 4—6 °С, воросительных — до 2-3 °С. Температура конденсации должна превышать температуруводы, выходящей из конденсатора, на 4-6 °С. В конденсаторе воздушногоохлаждения воздух подогревается до 4—5 °С, перепад температур между воздухом навыходе из конденсатора и конденсирующимся хладагентом 6—9 °С. Перегрев пара, всасываемогов конденсатор. Разность между температурой пара, поступающего в компрессор, итемпературой кипения, т. е. перегрев пара, зависит от количества жидкогохладагента, поступающего в испа­рительную систему. Для аммиачных компрессоров — перегрев пара на вса­сывании вкомпрессор в пределах 5—15 «С. Для фреоновых — минимальный перегрев парадолжен быть не менее 10 *С. Для фреоновых холодильных установок, имеющихтеплообменники, перегрев пара лежит в пределах 10-45 °С. Температурапереохлаждения. Жидкий хладагент может охлаждаться ниже температуры конденсациив конденсаторах, переохладителях и др. Переохлаждение хладагента передрегулирующим вентилем вызывает увеличение холодопроизводительности. Температурапара, нагнетаемого компрессором, не должна превышать теоретического значения на10—15 °С. В соответствии с Правилами безопасности на аммиачных холодильныхустановках рекомендованы предельные значения температуры нагнетания дляразличных типов компрессоров от 105 „С-150 °С, на фреоне — 22-90 °С.
Высокаятемпература может привести к вспышке ис­паряющегося масла и взрыву компрессора.(Температура вспышки масел, применяемых для аммиачных холодильных компрессоров,около 160 *С). Холод является прекрасным консервантом, замедляющим развитиемикроорганизмов. Поэтому на предприятиях общественного питания холод используютдля хранения продуктов при низких температурах в камерах, шкафах, прилавках ивитринах. При этом вкусовые качества продуктов и их внешний вид остаются почтибез изменения. Понятие холод означает малое содержание тепла в теле. Охлаждение— это отвод тепла от продуктов питания, сопровождающийся понижением ихтемпературы. Различают искусственное и естественное охлаждение. Приестественном охлаждении температура продуктов может быть понижена до температурыокружающего воздуха. А при искусственном получаются более низкие температуры.На предприятиях общественного питания используются несколько способовискусственного холода, в основе которых лежат процессы изменения агрегатногосостояния вещества — плавление, испарение и сублимация.
Плавление— это процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое.
Кипение— переход вещества из жидкого состояния в газообразное.
Сублимация— это процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкуюфазу.
Наибольшеераспространение получил процесс ис­пользования скрытой теплоты парообразованияжидкостей, кипящих при низких температурах. Такие жидкости получили названиехолодильных агрегатов. Перенос тепла осуществляется в специальном устройстве,называемом холодильной машиной.
Ледяноеохлаждение. Ледяное охлаждение является самым простым способом охлажденияпродуктов питания, физическую основу которого составляет процесс плавления льдаи снега. В зависимости от способа получения лед бывает естественным илиискусственным. Ледяное охлаждение применяется всооружениях, на­зываемых ледниками, они могут иметь различное размещение льдапо отношению к охлаждаемым камерам с продуктами. Однако широкое применениеполучили ледники с боковым размещением льда. Лед закладывают в такомколичестве, чтобы его хватило на определенное время, и объем его должен быть в4—5 раз больше объема камер >с продуктами. При ледяном способе можнопонизить температуру до 6—8 °С с влажностью 90—95%.
Льдосоленоеохлаждение. Источником холода является смесь льда и поваренной соли. Чем большесоли, тем ниже температура смеси. Понижение температуры происходит доопределенного предела. Самая низкая температура льда с поваренной сольюсоставляет — 20—21 'С. Подсоленная смесь позволяет создавать в охлажденнойсреде более низкие температуры по сравнению с ледяным охлаждением.
Охлаждениесухим льдом. Этот способ основан на суб­лимации твердой углекислоты. Сухой лед— твердая уг­лекислота, которая по внешнему виду представляет собой куски вещества,похожего на мел, но очень холодные и быстро испаряющиеся при обычнойтемпературе. В обычных условиях он из твердого состояния превращаетсянепосредственно в парообразное. При этом температура понижается до — 78-90 °С.Холодопроизводительность сухого льда в 1,9 раза больше водяного. Сухой ледочень удобен для охлаждения продуктов, так как не выделяет влаги, не загрязняетпродукты, имеет низкую температуру. Однако применение его ограничено из-засравнительно высокой температуры окружающей среды.
Для обеспечениянормального режима хранения продуктов в малом холодильном оборудовании (шкафах,прилавках, витринах и т. д.) необходимо соблюдать следующие требования:
—загружать продуты только после достижения заданной температуры в шкафу,прилавке, витрине;
—скоропортящиеся продукты, поступающие из холодильных камер, загружать вохлажденном состоянии;
—горячие блюда (молоко, закуски, компоты) устанавливать в шкафах, прилавках,витринах после предварительного их охлаждения до температуры окружающего воздуха;
— непревышать допустимую максимальную норму загрузки;
— непокрывать бумагой, марлей, фанерой полки шкафов, прилавков и камер, чтопрепятствует свободному движению воздуха и нормальному охлаждению продуктов;
—укладывать и подвешивать продукты на некотором расстоянии друг от друга и нарасстоянии от стенок 6-10 см;
— нехранить одновременно разнородные продукты, одни из которых обладают резкимзапахом (например, сельдь и сливочное масло, мясо и сыр, рыбу и мясо);
— открывать-двери шкафов, прилавков, камер следует возможно реже и на короткий срок, азатем плотно закрыть их.
Дляпроверки температуры в шкафу, прилавке, витрине, сборной и стационарной камерахустанавливают термометры.
Слойснеговой шубы на испарителях не должен превышать 4-5 мм. Между ребрами испарителя всегда должно быть свободное от инея пространство. При толщине инея4—5 мм оттаивают иней с приборов охлаждения.
Недопустимоудалять снеговую шубу с испарителей ножами, скребками и другими предметами —это приводит к повреждению испарителей, утечке фреона из системы холодильноймашины и выходу ее из строя. Если в холодильном оборудовании нет продуктов, тохолодильные машины выключают.
2. компрессорные холодильные машины
Нами приведены лишь общиеданные о новых компрессорных машинах, необходимые для определения основныхразмеров холодильных установок и станций, расходов энергии и воды в объеме,необходимом для начальных стадий проектирования СКВ. Принципиальные схемыфреоновых поршневых холодильных машин приведены на рис. 1. Перегретые парыхладагента засасываются из испарителя компрессором и поступают в конденсатор —водяной (рис. 1, а) или воздушный (рис. 1, б).
 
/>
Рис. 12.10.Принципиальные схемы фреоновых поршневых холодильных машин
а — с конденсаторомводяного охлаждения;
б — с конденсаторомвоздушного охлаждения;
1 — испаритель; 2 —компрессор;
3 — конденсаторводяного или воздушного охлаждения;
4 — запорный вентиль;5 — ресивер;
6 — фильтр-осушитель;7 — соленоидный вентиль;
8 — терморегулирующийвентиль;
РД — реле давления;РКС — реле контроля смазки;
г — газообразныйфреон; ж — жидкий фреон; м — маслоДалеежидкий хладагент, пройдя через запорный вентиль 4, из воздушного конденсаторапопадает в ресивер, а из водяного — прямо в фильтр–осушитель. Затем черезсоленоидный вентиль 7 и терморегулирующий вентиль 8 хладагент направляется виспаритель. Режим работы холодильной машины определяетсятемпературами: 1) кипения хладагента t0, которая задается исходя из условийработы СКВ; 2) конденсации tк, принимаемой на 3–4° выше температуры воды,уходящей из конденсаторов; 3) переохлаждения агента tп, принимаемой на 1–2°выше начальной температуры воды, подаваемой в конденсаторы. Сравнение производительно-стей холодильных машинзаключается в приведении их к одинаковым условиям, т.е. к одинако вымтемпературам испарения t0, всасывания tв, конденсации tк, а также к температуреперед регулирующим вентилем tb Вместо четырех сравнительных температурчасто пользуются только тремя: t0, tк, tb. Расчет холодильной машиныпроизводится с помощью схемы холодильного цикла, который строят на I–lgpдиаграмме (рис. 2.).
/>
Рис.2.Цикл холодильной машины в энтальпийной I–lgp—диаграмме
1–2— адиабатическое сжатие;
2–2′— охлаждение в конденсаторе при tк = const;
2′–3′— конденсация при tK—const;
3′–3— переохлаждение хладагента до температуры tn;
3–4— дросселирование при I = const;
4— I – кипение хладагента в испарителе при t0 = const и p0
Направой пограничной кривой находят точку 1, руководствуясь заданной температуройкипения хладагента t0. Из этой точкипроводят адиабату, характеризующую сжатие паров в компрессоре, до пересечения спрямой, характеризующей постоянное давление в конденсаторе рк котороесоответствует заданной температуре конденсации хладагента tк. В результате получают точку 2,характеризующую параметры паров хладагента при выходе из компрессора. Процесс вконденсаторе и переохладителе изображают прямой 2–3, которая характеризуетсяпостоянным давлением рк и тремя различными температурами: постоянной температуройконденсации на участке 2′–3′, более высокой температурой паровпосле компрессора t2 и более низкойтемпературой при выходе жидкого хладагента из переохладителя t3. Положение точки 3 определяетсядавлением pк и температурой t3. Из точки 3 проводят внизвертикальную прямую 3–4, представляющую собой процесс дросселирования врегулирующем вентиле при постоянной энтальпии I3 = I4.Положение точки 4 определяется пересечением прямых I3 и р0. Из схемы процесса находят энтальпии, кДж ⁄ кг,и давления, МПа: в точке 1 — энтальпию I1 давление р1; в точке 2 — энтальпию I2 и давление р2; в точке 3 — энтальпию I3; в точке 3′ — энтальпию I3′; в точке 4 — энтальпию I4. Кроме того, в точке 1 находятудельный объем паров V1 м3 ⁄кг.
Наосновании этих данных определяют, кДж ⁄ кг:
удельнуюхолодопроизводительность хладагента
q0 = I1 − I4

тепловойэквивалент работы сжатия
Al = I2 − I1
удельноеколичество тепла, отданное в конденсаторе и переохладителе,
q = I2 − I3
в томчисле в переохладителе
qпх = I3′ − I3
Экономичностьработы холодильных компрессорных машин характеризуется количеством тепла,отводимого на единицу затраченной работы, — так называемым холодильнымкоэффициентом
εт = (I1 − I4)(I2 −I1)
Холодопроизводительностьмашины, кВт,
Q0 = G·q0
где G — расход хладагента, кг ⁄ с,циркулирующего в машине.
Расходпаров хладагента, м3 ⁄ с, которые должны засасываться в компрессор дляобеспечения заданной холодопроизводительности,
Vд = G·V1

где V1 — удельный расход хладагента привсасывании паров в компрессор, м3 ⁄ кг.
Действительныйрасход хладагента при всасывании, который может подать данный компрессор,определяется объемом, описываемым поршнями Vh, м3 ⁄ с, и коэффициентом подачи λ = Vд ⁄ Vh,являющимся отношением действительного количества паров хладагента Vд, поступающих в компрессор, ктеоретическому количеству Vh.Коэффициент λ зависит от конструкции компрессора инаходится в сложной зависимости от ряда факторов, но при прочих равных условияхявляется функцией соотношения давлений в конденсаторе и испарителе:
λ = φ·(pк ⁄ p0)
Приизвестной величине Я выбор холодильного компрессора следует производить,руководствуясь условием
λ·Vh ≥ Vд
Тепловаянагрузка, кВт, на конденсатор определяется по формуле
Qк = G·qк = G·(I2 − I4)
Теоретическаямощность двигателя, кВт, для привода холодильной машины
Nтеор = Q0 ⁄ εт
холодопроизводительностифреоновых водоохлаждающих машин Q0,кВт, и потребляемой мощности Nэ,кВт, от температуры, °С: tв1 —охлаждающей среды (воды, воздуха) на входе в конденсатор; tв1 — хладоносителя на выходе изиспарителя.
Холодопроизводительностькомпрессорной холодильной машины может быть определена также путем перерасчетаноминальной (стандартной) производительности, которая приводится в каталогах, врабочую производительность, кВт
qн.Vн = (I1н − I4) ⁄V1,0 -
удельнаяобъемная холодопроизводительность хладагента при номинальных условиях, кДж ⁄м3; q0,V0 = (I1н −I4н ⁄ V1н — удельная объемная холодопроизводительность хладагентапри рабочих условиях, кДж ⁄ м3; I1н, I1 — энтальпия хладагента в точке 4(см. рис. 12.11) при номинальных и рабочих условиях, кДж ⁄ кг; I4н, I4 — энтальпия хладагента в точке 4 (см. рис 12.11) приноминальных и рабочих условиях, кДж ⁄ кг.
Внастоящее время рекомендуется применять холодильные машины с поршневымикомпрессорами при холодопроизводительности до 400 кВт; при производительности450–1200 кВт следует пользоваться машинами с винтовыми компрессорами,производство которых недавно началось, или поршневыми компрессорами, а прибольших нагрузках устраивать холодильные станции с центробежными компрессорами.При потребности в холоде до 350 кВт целесообразно применять децентрализованныекомпрессорно–конденсаторные фреоновые агрегаты с воздухоохладителяминепосредственного испарения производительностью 74–144.5 кВт/
Этиагрегаты имеют конденсаторы водяного охлаждения и выпускаются в готовом виде сэлектродвигателем, пусковыми устройствами и приборами автоматики. В СКВ ихиспользуют по схеме, приведенной на рис. 12.4. Автоматика позволяетподдерживать заданную температуру на выходе воздуха из воздухоохладителя сточностью ±0.1,±0.2°С, и только при резком изменении нагрузки отклонениетемпературы может достигнуть 1–3°.
Децентрализацияхолодоснабжения практически вдвое уменьшает капитальные затраты и эксплуатационныерасходы за счет снижения потерь холода в трубопроводах и аппаратах, исключениярасходов электроэнергии на насосы и снижения мощности, потребляемойкомпрессором, вследствие повышения температуры кипения хладагентаприблизительно на 5°С. Уменьшаются также затраты на амортизацию и ремонтоборудования.
Дляцентральных и местных СКВ рекомендуется применять водоохлаждающие холодильныемашины, состоящие (в полной заводской готовности) из компрессора, испарителя,конденсатора, внутренних коммуникаций, арматуры, электрооборудования иавтоматики.
 
3.Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины
 
Компрессионнаяхолодильная машина состоит из следующих основных узлов: испарителя,компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра, терморегулирующего вентиля.Автоматическое действие машины обеспечивается терморегулирующим вентилем ирегулятором давления. К вспомогательным аппаратам, способствующим повышениюэкономичности и надежности работы машины, относятся: ресивер, фильтр,теплообменник, осушитель. Машина приводится в действие электродвигателем.
Испаритель— охлаждающая батарея, которая поглощает тепло окружающей среды за счеткипящего в ней при низкой температуре хладагента. В зависимости от видаохлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха. Компрессорпредназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия инагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинахприменяют поршневые и ротационные компрессоры, причем наибольшее распространениеполучили поршневые. Конденсатор — теплообменный аппарат, служащий для сжиженияпаров хладагента путем их охлаждения. По виду охлаждающей среды конденсаторывыпускают с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительнымдвижением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медныхили стальных оребренных труб. Естественное воздушное охлаждение применяетсятолько в холодильных машинах бытовых электрохолодильников. Конденсаторы сводяным охлаждением бывают кожухозмеевиковые и кожухотрубные.
Ресивер— резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения егоравномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малыххладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонтамашины. Фильтр состоит из медных или латунных сеток и суконных прокладок. Онслужит для очистки системы и хладагента от механических загрязнений,образовавшихся в результате недостаточной очистки их при изготовлении, монтажеи ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые. Жидкостный фильтрустанавливается после ресивера перед терморегулирующим вентилем, паровой — навсасывающей линии компрессора. Для предотвращения попадания ржавчины имеханических частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, вовсасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латуннойсетки.
Терморегулирующийвентиль обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель, распыляетжидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения.
Отправильной регулировки терморегулирующего вентиля во многом зависитэкономичность работы холодильной машины. Избыток жидкого хладона в испарителевследствие влажного хода компрессора может привести к возникновениюгидравлического удара. При недостаточном заполнении испарителя жидкостью частьповерхности его не используется, что ведет к нарушению нормального режимаработы машины и понижению температуры испарения хладагента.
Регулятордавления состоит из прессостата (регулятора низкого давления) и маноконтроллера(выключателя высокого давления). Для регулировки температурного режима вопределенных пределах необходимо, чтобы холодопроизводительность холодильноймашины всегда превышала приток тепла к ней. Поэтому в нормальных условиях нетнеобходимости в непрерывной работе холодильной машины.
Периодическоевключение холодильной машины осуществляется прессостатом автоматически.Требуемый температурный режим достигается путем регулирования продолжительностиперерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты отчрезмерного повышения давления в линии нагнетания. При повышении давления вконденсаторе свыше 10 атм. (норма — 6—8 атм.) он размыкает цепь катушкимагнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машинаостанавливается.
Работахолодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость(хладон-12) поступает через терморегулирующий вентиль в испаритель. Попадая вусловия низкого давления, она кипит, превращаясь в пар, и при этом отбираеттепло у воздуха, окружающего испаритель.
Изиспарителя пары хладона отсасываются компрессором, сжижаются и в перегретом отсжатия состоянии нагнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или воздухомконденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубамконденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит черезфильтр, где задерживаются механические примеси (песок, окалина и др.).
Очищенныйот примеси хладон, проходя через узкое отверстие терморегулирующего вентиля,дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении давления итемпературы поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.
Рабочийцикл холодильной машины с учетом взаимодействия приборов автоматики состоит вследующем. При выключенном электродвигателе контакты реле давления разомкнуты,терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора виспаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходноесечение. В испарителе в это время продолжается процесс кипения оставшегосяпосле выключения машины жидкого хладагента. От притока внешнего теплатемпература испарителя постепенно повышается и, следовательно, давлениескопившихся в нем паров возрастает. Давление в испарителе будет расти до техпор, пока прессостат (реле давления) не замкнет контакты и машина не вступит вработу.
Свключением машины в работу начинается отсос перегретых паров из испарителя вкомпрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления вчувствительном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатыйклапан открывает проходное отверстие. Жидкий хладагент, интенсивно кипя,устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным понижениемтемпературы парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя,окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.
Понижениетемпературы окружающей среды снижает величину теплопритока. Кипение становитсяменее интенсивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителе допредела, при котором реле давления размыкает контакты, и машинаостанавливается. К моменту выключения машины уменьшается подача жидкогохладагента в испаритель, поскольку избыток поступившего в него хладагента ведетк снижению температуры выходящих паров и к автоматическому прикрытию игольчатогоклапана терморегулирующего вентиля. Через несколько секунд после остановкимашины давление в термобаллоне и испарителе окончательно сравнивается иигольчатый клапан закрывается.

Заключение
Дляхранения скоропортящихся продуктов в домашних условиях применяют небольшиемашины искусственного холода — бытовые холодильники.
Бытовыехолодильники служат для кратковременного хранения продуктов в домашних условияхи для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеномнепрерывной холодильной цепи.
Вдомашних условиях для хранения продуктов пользуются, холодильниками иморозильниками.
Холодильник— прибор, заключенный в теплоизоляцию и имеющий приемлимый для бытовогоиспользования объем и оборудование, охлаждаемый устройством, потребляющимэлектроэнергию, с одним или более отделением для хранения пищевых продуктов, водном из которых поддерживается температура более О °С.
Существующиехолодильные машины подразделяются на 2 группы:
· компрессорные —работающие с затратой механической энергии, и
· адсорбционные —работающие с затратой тепловой энергии.
Вмаркировке холодильников отражаются их основные характеристики. Условноеобозначение содержит:
торговуюмарку холодильника — Стинол, Минск и др.;
группусложности — цифрами от 0 до 5; порядковый номер модели — две цифры; порядковыйномер модификации — цифрой через дефис;
типхолодильного прибора: К — компрессионный; А — адсорбционный, ТЭ —термоэлектрический; количество камер: 2-камерные — буква Д; 3-камерные — Т;общий объем в л — цифрами через дробь: числитель — общий объем, знаменатель —объем низкотемпературного отделения; особенность исполнения — буквами: Ш —напольные в виде шкафа; С — напольные в виде стола; Н — встраиваемыенастольные; Б — блочно-встроенные; номер стандарта, символами (снежинками)указывается температура в низкотемпературном отделении -6° — С*; -12° — С**;-18° — С***; -24° — с****.
Взарубежных моделях холодильников указывается уровень энергопотребления, которыйотражается буквами А, В и С — очень экономичные; D — экономичные, Е, F и G — с высоким расходом электроэнергии.
Похолодильным агрегатам, коллекции холодильников и плакатам изучают сущностьпроцесса получения холода в компрессионном, абсорбционно-диффузионном итермоэлектрическом холодильниках. Разбирают их устройство и принцип работы,чертят схемы устройства холодильных агрегатов и терморегулятора, а такжеэлектросхемы холодильников.
Литература
компрессионныйхолодильник хладагент
1.  Большаков С.А. «Холодильная техника итехнология продуктов питания.»Учебник: М-АСАДЕМА 2003г.
2.Цуранов О.А. КрысинА.Г. «Холодильная техника и технология.» учебник: ООО «Лидер» 2004г.
3.ЛошутинаН.Г. ВерховаТ.А. Суедов В.П. «Холодильные машины и установки.» учебник: Колос,2007г.
4.Архипцев Н.Е. «Технологическиесредствахолодильной технологии» учебное пособие: МУПК 1995г.
5.Архипцев Н.Е. «Торговоехолодильное оборудование».» лекция: учебный комплекс потребительской кооперации«МКИ» 1990г.
6.Архипцев Н.Е.«Оборудование для предприятия кооперативной торговли.» Каталог: Информ реклама«Центрсоюз» 1991г.
7.Архипцев Н.Е. «Техническиесредства холодильной технологии.» Каталог: ЦРИБ Главкомпотребрекламы 1983г.
8.Архипцев Н.Е.«Оборудование для предприятий кооперативной торговли.» каталог: ИнформрекламаЦентрсоюза 1991г.
9.Архипцев Н.Е. «Средствомеханизации и инвентарь для кооперативной торговли.» каталог: Информреклама дляЦентрсоюза ,1991г.
10.Мещеряков Ф.Е. «Основыхолодильной технологии.» Пищевая промышленность 1984г.