Обоснование выбора схемы, устройства, принципов функционирования
Газокомпрессионные холодильные установки требуют применения крупногабаритных компрессоров и невыгодно отличаются повышенными расходами энергии. По этим причинам они в настоящее время не используются в химических производствах.
Абсорбционные машины просты по конструкции (кроме насосов для перекачки жидкости, в них нет других движущихся механизмов), дешевы в изготовлении, надежны, малошумны. Их можно размещать вне помещений: на открытых площадках под легкими навесами для защиты от осадков. Главный недостаток — невысокая энергетическая эффективность. Для выработки одинакового количества холода абсорбционным холодильным машинам требуется больше энергии, чем парокомпрессионным.
Пароэжекторные холодильные машины обладают примерно теми же достоинствами, что и абсорбционные. Недостатки: большой шум при работе эжектора, еще более низкая, чем у абсорбционных машин, энергетическая эффективность, возможность охлаждать объект лишь до нескольких градусов выше нуля из-за использования воды в качестве хладагента. Вследствие этих недостатков пароэжекторные машины имеют довольно ограниченную область применения. Их используют там, где важна простота эксплуатации и надежность холодильной машины, а повышенными энергетическими потерями можно пренебречь.
Наибольшее распространение в области умеренного холода получили парокомпрессионные холодильные машины. Именно они составляют наибольшую (можно сказать подавляющую) часть парка всех работающих в мире холодильных машин. У них по сравнению с машинами других типов более высокий (при прочих равных условиях) холодильный коэффициент и наименьший расход энергии при эксплуатации. Также парокомпрессионные холодильные машины значительно компактнее абсорбционных и для их изготовления требуется меньше металла.
Холодильная машина в комплекте с охлаждаемым объектом (шкаф, прилавок, витрина, сборно-разборная камера и др.) составляет холодильную установку. Для охлаждения шкафов, прилавков, витрин, сборно-разборных камер применяют автоматические фреоновые холодильные машины с непосредственным охлаждением. Наиболее широко распространены холодильные машины ФАК-0,7Е, ФАК-1,1Е, ФАК-1,5МЗ, ФГК-0,45 (ВС-0,45-3), ФГК-0,7 (ВС-0,7-3), ВН-0,55-3, ХМС-1,1, ВС-0,35-1 и др.
В составе парокомпрессионных холодильных машин применяются компрессоры таких типов:
поршневые компрессоры;
винтовые компрессоры;
центробежные компрессоры.
Разработка и описание функциональных и принципиальных схем, конструктивных решений основных элементов
Машина такого типа представляет собой замкнутую герметическую систему и состоит из четырех основных узлов: компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя (рис. 5).
Рисунок 5 – Схема холодильной машины: 1 — компрессор; 2 — конденсатор;
3— терморегулирующий вентиль; 4— испаритель
Холодильный компрессор, входящий в состав холодильной парокомпрессионной машины, служит для отсасывания паров хладоагента из испарителя и нагнетания их в конденсатор.
В составе парокомпрессионной холодильной машины применяется поршневой компрессор.
Испаритель – теплообменник, состоящий из рядов трубок, по которым протекает хладоагент, а между ребрами испарителя циркулирует воздух рабочей среды. Предназначен для испарения хладоагента и охлаждения рабочей среды.
Конденсатор служит для конденсации паров хладоагента и передачи тепла через стенки воздуху, обдуваемому стенки конденсатора. Для улучшения теплообмена предусмотрена принудительная конвекция воздуха.
Терморегулирующий вентиль предназначен для дросселирования хладоагента с понижением его давления и температуры.
Охлаждение камеры происходит следующим образом. Холодильный агент (фреон-12), циркулирующий внутри замкнутой системы, поступает в находящийся в камере испаритель и, отбирая тепло у воздуха, кипит, понижая в ней температуру.
Компрессор, отсасывая образовавшиеся в испарителе пары фреона, поддерживает в нем низкое давление—это необходимое условие для кипения холодильного агента при низкой температуре. Для превращения холодильного агента в жидкое состояние компрессор сжимает и выталкивает пары в конденсатор, где они охлаждаются и превращаются в жидкость. Жидкий фреон под давлением конденсации поступает к регулирующему вентилю, где он дросселируется и поступает в испаритель. Здесь он снова кипит и отбирает тепло от окружающей среды. Для автоматической работы холодильной машины применяется регулятор давления РД-1, который автоматически включает и выключает электродвигатель компрессора, поддерживая тем самым заданную температуру в охлаждаемой камере. Для защиты электродвигателя от перегрузки, токов короткого замыкания, а также для ручного выключения машины устанавливается автоматический прибор типа АП-50 ЗМТ. При отсутствии этого прибора в магнитном пускателе устанавливается тепловое реле, а перед ним — калиброванные плавкие предохранители и рубильник.
Техническая характеристика
холодопроизводительность, ккал/час – 700
объем холодильной камеры, м³ – 1,25