Самостійна робота № 17. Визначення основних параметрів поршневих компресорів.

По заданій холодопродуктивності Q₀ кВт знаходять годинний об’єм, що описується поршнями компресора:

V_h= 3,6 * Q₀ / q_u *л.

Об’ємну холодопродуктивність холодоагенту q_u при робочих умовах (по заданим температурам випаровування і переохолодження – перед регулювальним вентилем) і коефіцієнт подачі л компресора знаходять по таблицях і довідкових даних. Потім, використовуючи геометричну залежність об’єму, що описується, від параметрів поршневого компресора простої дії

V_h= (п*D² /4)*s*n*60*z=47,1* D²*s*n*z,

де D – діаметр циліндра, м;

s – хід поршня, м;

n – частота обертання валу, об/хв.;

z – число циліндрів,

записують рівняння для діаметра циліндра

D= 3,6* Q_{0_________________}

47,1* s*n*z* q_u *л.

В цьому рівнянні три невідомих – D, s,n . Їх число скорочують, використавши вираз для середньої швидкості поршня і задавшись типовим співвідношенням ходу поршня і діаметра циліндра.

U_сер=2* s*n/60 = 30* U_сер = s*n.

Підставивши значення середньої швидкості в формулу, отримаємо:

D= 3,6* Q_{0_________________}

47,1* 30* U_сер * q_u *л.

У малопотужних компресорів U_сер = 1,5--2,5 м/с, у компресорів більшої потужності

U_сер = 2--4 м/с. Задавши значення U_сер знаходять діаметр поршня.

Співвідношення s/D залежить від виду холодоагенту і конструкції компресора. Для фреонових компресорів величина s/D=0,6--0,8.

Частоту обертання колінчастого валу (об/хв) знаходять з використанням формули:

n=30* U_сер / s.

Прохідні січення клапанів компресора визначають з рівняння нерозривності потоку холодоагенту в циліндрах і клапанах, знаючи середні значення допустимої швидкості в цих січеннях. Для хладону -12 швидкості у всмоктувальних клапанах до 30 м/с, в нагнітальних – до 35 м/с. Висота підйому клапанів складає 1-1,5 мм.

Індикаторна потужність (кВт), що споживається компресором:

N_і= Q₀ / _і*q_т

де _і - індикаторний к.к.д. компресора;

q_т - теоретична питома холодопродуктивність холодоагенту.

Ефективну потужність, що підводиться до компресора знаходять по наближеній формулі:

N_е=N_і / _мех.

Самостійна робота № 18. Регулювання холодопродуктивності компресора.

Регулювання роботи окремо працюючого поршневого компресора може бути здійснено наступними способами:

Зміною частоти обертання колінчатого валу компресора. Досягається це зміною частоти змінного струму, що подається до асинхронного привідного двигуна, відповідно потрібно змінювати напругу на зажимах електродвигуна. При частоті обертання нижче 25 % номінальної знижується к.к.д. електродвигуна. При такому способі використовують різні перетворювачі частоти струму, колекторні двигуни змінного струму та двигуни постійного струму, що отримують живлення від випрямлячів. Доцільно здійснювати регулювання за допомогою логічної схеми інвертора, яка передбачає для кожної частоти струму певну напругу.

Дроселювання холодоагенту перед всмоктуванням здійснюється розташуванням дроселю вального клапану перед всмоктуючим патрубком компресора. При зменшенні прохідного січення дроселю вального клапану збільшується його опір і знижується тиск холодоагенту, що поступає в циліндр. Питомий об’єм холодоагенту зростає, а холодопродуктивність не змінюється. Об’ємна холодопродуктивність Q₀, об’ємний к.к.д. _і

і коефіцієнт подачі л компресора знижуються, холодопродуктивність падає по мірі збільшення опору на стороні всмоктування; механічний к.к.д. _мех також знижується.

Пропорційні регулятори тиску, що використовуються для дроселювання пари при всмоктуванні , підтримують постійний тиск до регулювального органу. Пристрої використовують з електромагнітними вентилями, регуляторами температури і регуляторами тиску.

Перепуск частини холодоагенту з нагнітальної лінії у всмоктувальну зменшує холодопродуктивність машини пропорційно масі пари холодоагенту, що повертається по бай- пасу в компресор і не створює корисного холодильного ефекту. Масова холодопродуктивність компресора і температури кипіння і конденсації не змінюються.

Примусове відкриття всмоктуючих клапанів на частині ходу стиснення використовується в непрямо поточних компресорах. Всмоктуючий клапан закривається пізніше і пізніше починається процес стиснення холодоагенту. Знижується холодопродуктивність завдяки зменшенню подачі і об’ємного к.к.д. компресора. Знижується питома холодопродуктивність, витрата енергії на одиницю отриманого холоду зростає. Пристрої для відтискання клапанів бувають електромагнітні, гідравлічні і пневматичні.

Підключення додаткового об’єму шкідливого простору (зміна його величини) знижує об’ємний к.к.д. прямопропорціонально збільшенню шкідливого простору та знижується холодопродуктивність. Регулювання здійснюється автоматично або ручним відключенням додатковою порожнини, що сполучається з камерою стиснення компресора.

Регулювання циклічності роботи компресора здійснюється чередуванням періодів роботи і відключення компресора. Змінюючи термін роботи компресора, забезпечують потрібну середню годинну холодопродуктивність машини.

Включення і виключення автоматизованої машини настроюють на певне значення температури кипіння холодоагенту або температури в приміщенні охолодження. Абсолютні значення цих температур визначаються технологічним режимом зберігання продукту . різниця між температурами включення і виключення компресора називають температурним диференціалом. Вибір робочого інтервалу температур і значень температур пуску та зупинки компресора виконується на підставі аналізу взаємодії характеристик холодильної машини і приміщення охолодження з вантажем.

Відключення окремих циліндрів або компресорів використовують в установках з декількома компресорами або ступеневим регулюванням для одно агрегатних установок системою двопозиційного регулювання, що здійснюється включенням та виключенням компресора в залежності від зміни регулюючого параметру. Вихідним параметром є параметр, що залежить від навантаження і температури, що пропорційно змінюється величині навантаження.

Для відключення окремих циліндрів компресора використовують автоматичні запірні вентилі на трубопроводах або пристрої повного відтискання всмоктуючих клапанів.