Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины

Компрессионная холодильная машина состоит из следующих основных узлов: испарителя, компрессора, конденсатора, ресивера, фильтра, терморегулирующего вентиля. Автоматическое действие машины обеспечивается терморегулирующим вентилем и регулятором давления. К вспомогательным аппаратам, способствующим повышению экономичности и надежности работы машины, относятся: ресивер, фильтр, теплообменник, осушитель. Машина приводится в действие электродвигателем.

Испаритель — охлаждающая батарея, которая поглощает тепло окружающей среды за счет кипящего в ней при низкой температуре хладагента. В зависимости от вида охлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха. Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. В малых холодильных машинах применяют поршневые и ротационные компрессоры, причем наибольшее распространение получили поршневые. Конденсатор — теплообменный аппарат, служащий для сжижения паров хладагента путем их охлаждения. По виду охлаждающей среды конденсаторы выпускают с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с принудительным движением воздуха имеют вертикально расположенные плоские змеевики из медных или стальных оребренных труб. Естественное воздушное охлаждение применяется только в холодильных машинах бытовых электрохолодильников. Конденсаторы с водяным охлаждением бывают кожухозмеевиковые и кожухотрубные.

Ресивер — резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины. Фильтр состоит из медных или латунных сеток и суконных прокладок. Он служит для очистки системы и хладагента от механических загрязнений, образовавшихся в результате недостаточной очистки их при изготовлении, монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые. Жидкостный фильтр устанавливается после ресивера перед терморегулирующим вентилем, паровой — на всасывающей линии компрессора. Для предотвращения попадания ржавчины и механических частиц в цилиндры малых фреоновых холодильных машин, во всасывающую полость компрессора вставляют фильтр в виде стаканчика из латунной сетки.

Терморегулирующий вентиль обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель, распыляет жидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения.

От правильной регулировки терморегулирующего вентиля во многом зависит экономичность работы холодильной машины. Избыток жидкого хладона в испарителе вследствие влажного хода компрессора может привести к возникновению гидравлического удара. При недостаточном заполнении испарителя жидкостью часть поверхности его не используется, что ведет к нарушению нормального режима работы машины и понижению температуры испарения хладагента.

Регулятор давления состоит из прессостата (регулятора низкого давления) и маноконтроллера (выключателя высокого давления). Для регулировки температурного режима в определенных пределах необходимо, чтобы холодопроизводительность холодильной машины всегда превышала приток тепла к ней. Поэтому в нормальных условиях нет необходимости в непрерывной работе холодильной машины.

Периодическое включение холодильной машины осуществляется прессостатом автоматически. Требуемый температурный режим достигается путем регулирования продолжительности перерывов работы холодильной машины. Маноконтроллер служит для защиты от чрезмерного повышения давления в линии нагнетания. При повышении давления в конденсаторе свыше 10 атм. (норма — 6—8 атм.) он размыкает цепь катушки магнитного пускателя, питание электродвигателя отключается и холодильная машина останавливается.

Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легкоиспаряющаяся жидкость (хладон-12) поступает через терморегулирующий вентиль в испаритель. Попадая в условия низкого давления, она кипит, превращаясь в пар, и при этом отбирает тепло у воздуха, окружающего испаритель.

Из испарителя пары хладона отсасываются компрессором, сжижаются и в перегретом от сжатия состоянии нагнетаются в конденсатор. В охлаждаемом водой или воздухом конденсаторе они превращаются в жидкость. Жидкий хладон стекает по трубам конденсатора и скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, где задерживаются механические примеси (песок, окалина и др.).

Очищенный от примеси хладон, проходя через узкое отверстие терморегулирующего вентиля, дросселируется (мнется), распыляется и при резком снижении давления и температуры поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.

Рабочий цикл холодильной машины с учетом взаимодействия приборов автоматики состоит в следующем. При выключенном электродвигателе контакты реле давления разомкнуты, терморегулирующий вентиль не пропускает жидкий хладон из конденсатора в испаритель, так как игла до конца вошла в седловину и плотно закрыла проходное сечение. В испарителе в это время продолжается процесс кипения оставшегося после выключения машины жидкого хладагента. От притока внешнего тепла температура испарителя постепенно повышается и, следовательно, давление скопившихся в нем паров возрастает. Давление в испарителе будет расти до тех пор, пока прессостат (реле давления) не замкнет контакты и машина не вступит в работу.

С включением машины в работу начинается отсос перегретых паров из испарителя в компрессор. Это влечет за собой повышение температуры и давления в чувствительном патроне терморегулирующего вентиля, вследствие чего игольчатый клапан открывает проходное отверстие. Жидкий хладагент, интенсивно кипя, устремляется в трубы испарителя. Кипение сопровождается значительным понижением температуры парожидкостной смеси, в результате чего охлаждаются стенки испарителя, окружающий его воздух и скоропортящиеся продукты.

Понижение температуры окружающей среды снижает величину теплопритока. Кипение становится менее интенсивным, сокращается количество пара, падает давление в испарителе до предела, при котором реле давления размыкает контакты, и машина останавливается. К моменту выключения машины уменьшается подача жидкого хладагента в испаритель, поскольку избыток поступившего в него хладагента ведет к снижению температуры выходящих паров и к автоматическому прикрытию игольчатого клапана терморегулирующего вентиля. Через несколько секунд после остановки машины давление в термобаллоне и испарителе окончательно сравнивается и игольчатый клапан закрывается.

Заключение

Для хранения скоропортящихся продуктов в домашних условиях применяют небольшие машины искусственного холода — бытовые холодильники.

Бытовые холодильники служат для кратковременного хранения продуктов в домашних условиях и для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеном непрерывной холодильной цепи.

В домашних условиях для хранения продуктов пользуются, холодильниками и морозильниками.

Холодильник — прибор, заключенный в теплоизоляцию и имеющий приемлимый для бытового использования объем и оборудование, охлаждаемый устройством, потребляющим электроэнергию, с одним или более отделением для хранения пищевых продуктов, в одном из которых поддерживается температура более О °С.

Существующие холодильные машины подразделяются на 2 группы:

· компрессорные — работающие с затратой механической энергии, и

· адсорбционные — работающие с затратой тепловой энергии.

В маркировке холодильников отражаются их основные характеристики. Условное обозначение содержит:

торговую марку холодильника — Стинол, Минск и др.;

группу сложности — цифрами от 0 до 5; порядковый номер модели — две цифры; порядковый номер модификации — цифрой через дефис;

тип холодильного 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 — встраиваемые настольные; Б — блочно-встроенные; номер стандарта, символами (снежинками) указывается температура в низкотемпературном отделении -6° — С*; -12° — С**; -18° — С***; -24° — с****.

В зарубежных моделях холодильников указывается уровень энергопотребления, который отражается буквами А, В и С — очень экономичные; D — экономичные, Е, F и G — с высоким расходом электроэнергии.

По холодильным агрегатам, коллекции холодильников и плакатам изучают сущность процесса получения холода в компрессионном, абсорбционно-диффузионном и термоэлектрическом холодильниках. Разбирают их устройство и принцип работы, чертят схемы устройства холодильных агрегатов и терморегулятора, а также электросхемы холодильников.

Литература

компрессионный холодильник хладагент

1. Большаков С.А. «Холодильная техника и технология продуктов питания.»Учебник:М-АСАДЕМА 2003г.

2.Цуранов О.А. Крысин А.Г. «Холодильная техника и технология.» учебник:ООО «Лидер» 2004г.

3.ЛошутинаН.Г. Верхова Т.А. Суедов В.П. «Холодильные машины и установки.» учебник:Колос,2007г.

4.Архипцев Н.Е. «Технологические средствахолодильной технологии» учебное пособие:МУПК 1995г.

5.Архипцев Н.Е. «Торговое холодильное 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. «Технические средства холодильной технологии.» Каталог :ЦРИБ Главкомпотребрекламы 1983г.

8.Архипцев Н.Е. «Оборудование для предприятий кооперативной торговли.» каталог:Информреклама Центрсоюза 1991г.

9.Архипцев Н.Е. «Средство механизации и инвентарь для кооперативной торговли.» каталог:Информреклама для Центрсоюза ,1991г.

10.Мещеряков Ф.Е. «Основы холодильной технологии.» Пищевая промышленность 1984г.