79

5.3 Характеристики отдельных элементов компрессионной холодильной установки

5.3.1 Холодильные агенты

Теоретически в качестве ХА могут использоваться любые вещества, но реально к ним предъявляются следующие требования:

−сравнительно низкое давление при температуре конденсации tк, например,

для аммиака рк =0,9...1,4 МПа ;

−давление в испарителе желательно иметь несколько больше атмосферного, чтобы не было присосов воздуха) и при этом требуемую tо, например, для

−малый удельный объем пара в точке 1 (на всасе в компрессор), в результате малый объем цилиндров компрессора;

−невысокая вязкость;

−взрывобезопасен, не токсичен, не огнеопасен;

−химически стабильный, коррозионно пассивен;

−доступность и низкая стоимость.

Ксожалению, применяемые в холодильной технике хладагенты (аммиак, фреоны), не отвечают сполна всем перечисленным выше свойствам. Например, аммиак токсичен, при его содержании в воздухе > 0,5% (по объему) происходит отравление; взрывоопасен при концентрации 16…28 %.

Фреоны взрывобезопасны, но в открытом пламени разлагаются, образуя отравляющее вещество – фосген. Они обладают большой текучестью (способностью проникать через мельчайшие неплотности), что ограничивает их при-

80

менение в стационарных установках большой холодопроизводительности. Кроме того, фреоны достаточно дороги.

В расчетах холодильных установок используются термодинамические диаграммы хладагентов, приведенные в [14].

5.3.2 Хладоносители

Хладоносители применяют для «транспортировки» холода от источника его получения (испарителя холодильной установки) до охлаждаемого объекта (камеры). В отличие от непосредственного охлаждения объекта хладагентом систему с хладоносителем применяют при большом числе потребителей холода

сразличными температурами, расположенных на значительном расстоянии.

Кхладоносителям предъявляются следующие требования: малая вязкость (ниже гидравлические потери); большая теплоемкость (меньше расход хладоносителя); низкая коррозионная активность; химическая стойкость; низкая токсичность, негорючесть, взрывобезопасность.

Хорошо отвечает этим требованиям вода, однако она может использоваться в качестве хладоносителя только при положительных температурах (например, в системах кондиционирования воздуха).

В холодильных установках в качестве хладоносителей используют водные растворы солей NaCl или CaCl2, которые не замерзают при умеренно отрицательных температурах. Так водный раствор NaCl не затвердевает до температуры -21оС (что соответствует концентрации 22,4 %), а раствор CaCl2 до температуры -55оС (при концентрации 29 %).

5.3.3 Компрессоры холодильных машин

В компрессионных холодильных установках используются компрессоры объемного действия (поршневые, винтовые, мембранные) и кинетического действия (турбокомпрессоры, струйные). В холодильных машинах малой и средней мощности применяются компрессоры объемного действия.

81

Поршневые компрессоры, например, можно классифицировать по следующим признакам:

−по холодильному агенту (аммиачные, фреоновые, углекислотные);

−по числу ступеней сжатия (одно-, двух-, трехступенчатые);

−по расположению осей цилиндров (вертикальные, горизонтальные, V-образные, W-образные, радиальные);

−по количеству цилиндров (одно- и многоцилиндровые (до 16)).

Вустановках одноступенчатого сжатия преимущественно применяются поршневые компрессоры, в агрегатах двухступенчатого сжатия в качестве бус- тер-компрессоров (ступени низкого давления) используются также ротационные и винтовые компрессоры [13]. Например, технические характеристики достаточно распространенных агрегатов типа А110 (рисунок 5.2) приведены в таблице 5.1, а на рисунках 5.3 и 5.4 – графики зависимости холодопроизводительности и эффективной мощности от температуры кипения хладагента для агре-

гатов А110-1, А110-2 и А110-3.

Рисунок 5.2 – Одноступенчатый автоматизированный компрессорный агрегат

типа А110

82

Таблица 5.1 – Технические характеристики агрегатов А-110

Рисунок 5.3 – Графики зависимости холодопроизводительности и

эффективной мощности от температуры кипения хладагента для агрегатов А110-1 и А110-2

83

Рисунок 5.4 – Графики зависимости холодопроизводительности

и эффективной мощности от температуры кипения хладагента для агрегата А110-3

Аммиачные одноступенчатые агрегаты А220 (рисунок 5.5) выпускаются в двух исполнениях (А220-1 и А220-2). В агрегатах используется восьмицилиндровый компрессор П220. Технические характеристики названных агрегатов представлены в таблице 5.2.

Рисунок 5.5 – Одноступенчатый автоматизированный компрессорный агрегат

типа А220