Выбор основных компонентов холодильного контура

В основе действия холодильных машин лежит второй закон термодинамики, который применительно к холодильным машинам, гласит: для передачи теплоты от менее нагретого тела (холодного) к более нагретому (горячему) необходимо затратить энергию. Иными словами, чтобы охладить какое-либо тело, необходимо отвести от него теплоту, используя для этого какое либо техническое устройство.

· Выбор компрессорного холодильного агрегата.

Для выбора компрессорного холодильного агрегата необходимо знать

тепловые потеринаходящиеся холодильной камере.

Тепловые потери в камере составляют ,а также учитывая температуру в холодильной камере и окружающей среды,из каталога выбран холодильный агрегат “ MSB135N02F”

Таблица 3.1.1 Технические характеристики холодильного агрегата

MSB135N02F.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Рисунок 3.1.1 Холодильный агрегат MSB135N02F

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Ассортимент линейных компонентов и автоматики холодильных установок

Реле давления. Данная линейная автоматика применяется для регулирования процессов оттайки и откачки жидкости в холодильных агрегатах. Также реле давления выполняют защитную функцию: при утечке хладагента или выходе давления за допустимые значения происходит отключение компрессора. Данная автоматика устанавливается на компрессоры холодильных, морозильных и систем кондиционирования.

Соленоидные вентили. Данный вид арматуры служит для регулирования потока хладагента в холодильных системах. Используется для перекрытия магистралей и предупреждения попадания хладагента в неработающий компрессор. Арматура применяется при необходимости замены компонентов системы, устранения утечек, простое холодильного агрегата. Соленоидные вентили устанавливаются на всасывающих и жидкостных линиях оборудования.

Катушки и кабели. Данные устройства служат для приведения в действие соленоидного вентиля. Катушки устанавливаются на вентили.

Соединительные кабели для катушек. Данный вид арматуры применяется для подключения электромагнитных катушек к источнику питания. Соединительные кабели предназначены для использования в холодильных, кондиционирующих и морозильных агрегатах.

Смотровые стекла. Данный инструмент применяется для индикации количества жидкого хладагента и уровня влажности в холодильном контуре. Смотровые стекла устанавливаются на жидкостных линиях оборудования.

Фильтры осушители. Продукция используется для удаления влаги из хладагента и для защиты холодильного контура от загрязнения твердыми примесями, водой и кислотами. Фильтры осушители устанавливаются между капиллярной трубкой и конденсатором холодильного агрегата.

Ресиверы. Линейные ресиверы используют для приема жидкого хладагента из конденсатора и хранения необходимого запаса жидкости, а также для обеспечения бесперебойной подачи жидкого ХА в испарительную систему при изменениях тепловой нагрузки. По конструкции ресиверы представляют собой стальной пустотелый горизонтальный или вертикальный сосуд с приваренными сферическими донышками.

Отделители масла. Устройства используются для отделения масла от газообразного хладагента на линии нагнетания и его последующего возврата в компрессор. Маслоотделители устанавливаются на нагнетательной магистрали между конденсатором и компрессором холодильного агрегата.

Изм.

Лист

№ докум.№

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

ТРВ (терморегулирующий вентиль). Данные устройства используются для регулирования подачи хладагента в испаритель с целью максимально эффективного использования теплообменной поверхности устройства. ТРВ устанавливаются на жидкостной магистрали холодильного агрегата в непосредственной близости от испарителя.

Вставки к ТРВ (дюзы). Данный вид арматуры применяется для дозирования потока хладагента, поступающего в испаритель. Дюзы монтируются внутри ТРВ систем охлаждения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Переходники под пайку (адаптеры). Данная продукция предназначена для соединения элементов системы с различными стандартами подключения. Адаптеры используются при монтаже компрессоров, ресиверов и трубопроводов холодильных агрегатов.

Шаровые клапаны. Линейная арматура данного вида предназначена для ручного перекрытия магистралей холодильных агрегатов с нерегламентированным течением хладагента. Шаровые клапаны устанавливаются на жидкостных и всасывающих магистралях. Арматура также может монтироваться на линиях горячего газа в системах охлаждения, кондиционирования и заморозки..

При температуре +5°C внутри холодильника температура кипения хладагента в испарителе составит около -15°C. Тепло из внутренней части холодильника отводится более холодным испарителем, где кипит хладагент. Температура внутри холодильника снижается.

Компрессор откачивает пары хладагента из испарителя, сжимает их и направляет в другой теплообменник – конденсатор, расположенный на внешней части холодильной камеры.

В конденсаторе теплота отводится от конденсирующегося рабочего вещества с помощью охлаждающей среды — воздуха или воды— которая при этом нагревается. Хладагент меняет агрегатное состояние на жидкое.

Обычно температура окружающего конденсатор воздуха (комнатная) составляет от 20 до 25°C. Для обеспечения правильного отвода теплоты от конденсатора в окружающую среду температура конденсации должна превышать температуру окружающей среды в данном случае на 20-30 К.

Таким образом, задача компрессора состоит не только в удалении паров хладагента из испарителя, но и в их сжатии.

Жидкое рабочее вещество из конденсатора проходит через регулирующий (дроссельный) вентиль, где происходит процесс дросселирования (расширения рабочего тела без совершения внешней работы). Этот вентиль (в данном случае капиллярная трубка) расположен между конденсатором и испарителем, в котором хладагент расширяется и его давление снижается до давления кипения.

Ниже приведена схема холодильного цикла в условных обозначениях

Принципиальная схема парокомпрессионной холодильной машины:

КМ — компрессор; КД — конденсатор;РВ — регулирующий вентиль; И— испаритель; 1, 2,3,4 — точки цикла

 

Процессы, обозначенные на схеме:

4—1—кипение рабочего вещества (хладагента) в испарителе, при этом теплота отводится от охлаждаемой среды

1—2—сжатие паров рабочего вещества в компрессоре;

2—3—конденсация паров рабочего вещества в конденсаторе, при этом теплота Q передается окружающей или нагреваемой среде;

3—4—дросселирование рабочего вещества в регулирующем вентиле.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Таким образом, парокомпрессионная холодильная машина должна иметь четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, испаритель и регулирующий вентиль.

Температура кипения рабочего вещества в испарителе зависит от давления кипения , а оно, в свою очередь,— от производительности компрессора. Температуру кипения поддерживают такой, чтобы обеспечить необходимую (заданную) температуру охлаждаемой среды. Для понижения температуры кипения необходимо понизить давление кипения, что можно сделать, увеличив производительность компрессора.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Температура конденсации рабочего вещества и соответствующее ей давление конденсации зависят главным образом от температуры среды, используемой для охлаждения конденсатора. Чем она ниже, тем ниже будут температура и давление конденсации. Величины давлений кипения и конденсации в значительной мере влияют на производительность компрессора. Они же в основном определяют и количество энергии, которое необходимо для его работы.

 

 

Рисунок 3.1.2 Движение фриона по замкнутому кругу системы

Основными узлами любого холодильной системы являются:

Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.

Конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).

Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление фреона перед испарителем.

Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Они используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Конструкция холодильной системы .

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:

В компрессор из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 - 5 атмосфер и температурой 10 - 20°С. Компрессор сжимает фреон до давления 15 - 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 - 90°С и поступает в конденсатор.Конденсатор обдувается воздухом, имеющим температуру ниже температуры фреона, в результате фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. При этом воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. На выходе из конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением, температура фреона на 10 - 20°С выше температуры атмосферного воздуха.

Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ). В результате прохождения через капилляр давление фреона понижается до 3 - 5 атмосфер и фреон остывает, часть фреона может при этом испариться. После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением и низкой температурой поступает в испаритель, который обдувается комнатным воздухом. В испарителе фреон полностью переходит в газообразное состояние, забирая у воздуха тепло, в результате воздух в комнате охлаждается. Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

 

3.2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 1906 T-12 ПЗ

Теплотехнический расчет компрессора

С помощью первичных данных и диаграммы lg P-i холодильного агента R404A построим термодинамический цикл холодильной системы.

· Температура испарения хладогента:

Где: температура испарения,

температура в холодильной камере,

· Температура перегретого пара :

Где: температура перегретого пара,

температура испарения,

· Температура конденсации хладогента:

Где: температура конденсации,

температура окружающей среды,

· Температура переохлажденного пара :

Где: температура переохлажденного пара,

температура конденсации,

Таблица 3.2.1 Параметры состояния холодильного цикла с регенерацией

№		1I			3I
v, (м3/кг)	0,035	0,040	0,015	-	-	-
i,(кДж/кг)	5,1	5,1				5,1
t, ( )	-5	+15	+50	+30	+25	-5
P,(мПа)