Работа 3. Изучение устройства и принцип действия холодильной машины и торгового холодильного оборудования (тхо)
Цель работы: Изучить принцип действия, конструкции отдельных элементов паровой компрессионной холодильной машины. Составить принципиальную схему холодильной машины и ознакомиться с основными обозначениями, применяемыми при составлении принципиальных схем. Изучить правила эксплуатации и техники безопасности ТХО., снять показания температуры в охлаждаемом объеме витрины, построить график зависимости температуры от времени охлаждения.
Оборудование: витрина холодильная среднетемпературная
Методические указания к проведению работы
При подготовке к работе следует изучить: способы получения холода, свойства холодильных агентов, принципы машинного охлаждения.
Холодильная машина представляет объединение в единую замкнутую холодильную систему аппаратов, механизмов, приборов автоматики. Схемы холодильной машины представлены на рисунках 5.1. и 5.2.
Паровая компрессионная холодильная машина состоит из следующих основных элементов: компрессора (КМ), конденсатора (КД), регулирующего вентиля (РВ) и испарителя. Кроме основных элементов имеются вспомогательные: ресивер, теплообменник, вентили, фильтры, трубопроводы, осушители и др. Отдельные элементы холодильной машины соединены в единую систему трубопроводами. Для поддержания заданного температурного режима применяются приборы автоматики: реле давления (РД), реле температуры (РТ), соленоидный вентиль (СВ), терморегулирующий вентиль (ТРВ), водорегулирующий вентиль (ВВ), реле времени (РВ) и др.
Принцип действия холодильной машины: компрессор отсасывает пары холодильного агента (ХА) из испарителя, сжимает их и нагнетает в конденсатор. В конденсаторе за счет отвода тепла от паров холодильного агента (ХА) к окружающей среде (воде, воздуху) происходит процесс конденсации. Далее жидкий холодильный агент поступает в регулирующий вентиль, где происходит процесс дросселирования (снижение давления и температуры ХА). В таком состоянии холодильный агент поступает в испаритель, в котором холодильный агент кипит за счет тепла, отводимого от охлаждаемой среды.
В регулирующем вентиле, помимо дросселирования, происходит регулирование подачи жидкого холодильного агента в испаритель. Ресивер устанавливается после конденсатора и предназначен для сбора жидкого холодильного агента. В холодильные машины, работающие на хладонах, устанавливается теплообменник, в котором происходит перегрев пара перед всасыванием в компрессор за счет тепла, отдаваемого жидким хладоном перед регулирующим вентилем. Установка теплообменника позволяет улучшить энергетические характеристики холодильной машины.
К теплообменным аппаратам холодильной машины относятся: испарители, конденсаторы, регенеративные теплообменники.
Испаритель в схеме холодильной машины устанавливается между ТРВ и компрессором (КМ). По назначению испарители делятся: для охлаждения воздуха и промежуточного теплоносителя (воды, рассолов).
Наиболее распространены испарители для охлаждения воздуха. Они применяются в бытовых холодильных аппаратах, торговом холодильном оборудовании, кондиционерах. Воздух в испарителе охлаждается и осушается. Испарители для охлаждения воздуха изготавливаются с естественным и принудительным движением воздуха.
По способу движения холодильного агента испарители классифицируются: на сухие, затопленные и комбинированные.
В сухих испарителях ХА подается сверху, пары отстаиваются снизу, что обеспечивает возврат масла в систему и меньшее количество ХА для зарядки системы.
Испарители затопленного типа: жидкий ХА подается снизу, пары отсасываются сверху. В этих испарителях вся внутренняя поверхность труб соприкасается с кипящим ХА.
По температуре кипения различают испарители с температурой выше и ниже 0 градусов.
По форме поверхности испарители различают: ребристые, листотрубные и гладкотрубные.
В ребристых испарителях трубы изготовляют из меди, стали или алюминия, с пластинчатыми или круглыми ребрами.
Листотрубные испарители состоят из сваренных или спаянных между собой алюминиевых или стальных листов с каналами для хладона. В гладкотрубных испарителях трубы выполнены в виде змеевика из медных неоребренных труб.
Для охлаждения воды или рассола применяют кожухотрубные испарители. В этих испарителях хладон кипит в межтрубном пространстве, рассол или вода циркулирует внутри труб. Трубы диаметром 203 мм с накатанными ребрами изготовляются из меди.
Устанавливаются трубы в решетки, которые приварены к круглому стальному кожуху диаметром 4275 мм. Трубные решетки закрыты чугунными крышками, на внутренней поверхности которых имеются перегородки, разделяющие трубы на секции. К крышке приварены патрубки для входа и выхода теплоносителя (рассола или воды). Пар отводится сверху через сухопарник, жидкий холодильный агент подается через патрубок, приваренный в нижней части испарителя.
Конденсаторы в схеме холодильной машины устанавливаются между компрессором и ТРВ. Конденсаторы предназначены для охлаждения сжатых паров ХА водой или воздухом и конденсации насыщенных паров в жидкое состояние. Процесс конденсации протекает при высоком давлении. Конденсаторы малых холодильных машин по способу охлаждения делятся на воздушные и водяные. Воздушные конденсаторы бывают с принудительным и со свободным движением воздуха.
Конденсаторы со свободным движением воздуха применяется и холодильных машинах малой производительности до 300 Вт, для домашних холодильников. Основные типы конденсаторов со свободным движением воздуха: проволочнообразные и листотрубные.
Проволочнотрубный конденсатор состоит из змеевика, к которому с обеих сторон приварены ребра из стальной проволоки. Листотрубный щитовой конденсатор состоит из змеевика, который приварен, припаян или плотно прижат к металлическому листу. Листотрубный прокатно-сварной конденсатор изготовляют из сваренных между собой алюминиевых листов с каналами для холодильного агента. По конструкции они подобны алюминиевым листотрубным прокатно-сварным испарителям.
Конденсаторы с принудительным движением воздуха состоят из одной или нескольких (до 6) секций, заключенных в кожух, обдуваемых осевым вентилятором. Секции собирают из отдельных труб, объединенных калачами. Вентиляторы широколопастные малошумные марки К 95.
Конструкции конденсаторов бессальниковых и открытых агрегатов подобны рассмотренным выше. Вентиляторы применяют узколопастные с 4-6 лопастями.
В малых холодильных машинах применяются водяные конденсаторы: кожухотрубные, двухтрубные. Кожухотрубные конденсаторы горизонтальные с одной или двумя трубными решетками. Трубки медные с накатанными или пластинчатыми ребрами. Внизу приварен сборник жидкого хладона с выходным патрубком. Сборник и свободное от труб нижнее пространство внутри кожуха служит ресивером. На одной крышке находятся патрубки для входа и выхода воды. В крышке имеются перегородки для многоходового движения воды.
Регенеративные теплообменники применяются во фреоновых холодильных машинах. В них жидкий хладон после конденсатора охлаждается холодильными парами хладона, отсасываемыми из испарителя. При этом в теплообменнике пары значительно перегреваются, что повышает эффективность использования теплопередающей поверхности испарителя, исключает влажный ход компрессора и увеличивает действительную холодопроизводительность компрессора. Кожух теплообменника изготовлен из стальной трубы, змеевик - из медной трубки. Во внутренней трубке или змеевику протекает жидкий хладон, а в межтрубном пространстве противотоком проходят холодные пары хладона. Теплообмен осуществляется через стенки внутренней трубы.
Вспомогательное холодильное оборудование. В малых холодильных машинах к вспомогательному оборудованию относятся: ресиверы, фильтры, осушители, запорные вентили, трубопроводы.
Ресиверы устанавливаются после конденсатора, предназначены для сбора и хранения запасов хладона. Различают ресиверы горизонтальные и вертикальные.
Схемы холодильной машины представлены на рисунках 5.1. и 5.2.
1 – компрессор, 2 – конденсатор, 3 – ресивер, 4 – теплообменник,
5 – фильтр-осушитель, 6 – терморегулирующий вентиль, 7 - конденсатор
Рисунок 5.1 – Принципиальная схема холодильной машины
1 – компрессор, 2 – конденсатор, 3 – ресивер, 4 – теплообменник,
5 – фильтр-осушитель, 6 – терморегулирующий вентиль, 7 – испаритель,
8 – запорные вентили
Рисунок 5.2 – Схема холодильной установки в условных обозначениях
Вентили различают одно- и двухходовые. Одноходовые вентили устанавливают на ресиверах, двухходовые имеют по два или три выходных штуцера, установлены, например, на открытом компрессоре.
Трубопроводы малых холодильных машин изготавливают из красномедных труб диаметром до 28 мм. Соединение трубопроводов может быть разъемным и неразъемным (при диаметрах, трубопроводов от 6 до 20 мм). Уплотнение достигается уплотнительными материалами: резиной, паронитом.
Контрольные вопросы
Какие признаки лежат в основе классификации испарителей?
Поясните назначение, принцип действия испарителей и схему их включения?
Поясните конструкцию испарителей для охлаждения воздуха.
Поясните конструкцию испарителей для охлаждения жидкостей.
Какие признаки лежат в основе классификации конденсаторов?
Поясните назначение и принцип действия конденсаторов и схему их включения.
Поясните конструкцию конденсаторов с воздушным охлаждением.
Поясните конструкцию конденсаторов с водяным охлаждением.
Для чего производится оребрение трубок конденсатора воздушного охлаждения и испарительных батарей?
В каком направлении движется воздух в конденсаторе воздушного охлаждения?
Каково назначение перегородок в крышках кожухообразного испарителя и кожухозмеевикового конденсатора?
Поясните назначение, принцип действия и схему включения теплообменника, ресивера, фильтров, фильтров-осушителей.