ТЕМА 25. Холодильне обладнання

3. Компресорна холодильна установка

Компресорною  холодильною установкою називають комплекс машин і апаратів, в яких здійснюється цикл холодильного агента. Холодильна установка служить для охолодження приміщень холодильників, апаратів або інших об‘єктів. Тепло тіл, що охолоджується відводиться в навколишнє середовище. 

Холодильна машина забирає тепло від тіла з низькою температурою і переводить його на більш високий температурний рівень. Пониження температури охолоджуючого середовища створює умови для попадання до нього тепла із навколишнього середовища. Для зменшення попадання тепла стінки камер покривають тепловою ізоляцією, завдяки чому холодильну установку називають тепловим насосом.

В більшості холодильних машин для охолодження використовують теплоту випарювання легко киплячих рідин. Холодильними агентами є аміак і фреон, або суміш - хладон

 В охолоджуючому приміщенні встановлюють випарник В, який складається із системи труб, в яких кипить холодоагент при тиску Р_о і відповідній йому температурі кипіння Т₀ .Так як температура кипіння холодоагенту нижча температури повітря в приміщенні Т_пр, то тепло із камери поглинається киплячим холодоагентом у вигляді скритою теплоти кипіння. Низький тиск в системі труб випарника підтримується за рахунок працюючого компресора А, який безперервно відкачує пари киплячого холодоагенту. Пари зжимаються компресором до тиску Р_к і відповідно при їх стиску піднімається температура до Т_к. Потім стиснуті пари подаються в конденсатор К, де проходить їх конденсація, тобто пари холодоагенту переходять в рідкий стан.

Рис. 1 Схема компресійної холодильної машини: 1 — випарник; 2 — компресор,3 — електродвигун; 4 — конденсатор; 5 — терморегулювальний вентиль

Рідкий холодоагент, який віддав тепло конденсації, надходить у випарник через дросселюючий вентиль, який понижує тиск рідкого холодоагенту з Р_к до Р_о і процес повторюється.

Компресор – це пристрій, який забирає пари холодильного агента з випарника та направляє їх в конденсатор в стисненому стані. Компресор складається з циліндра, поршня та електродвигуна. Компресор виконує такі функції:

- відсмоктує пари холодильного агента із випарника, знижуючи в ньому тиск і тим самим підтримуючи низьку температуру кипіння робочого тіла;

- стискає пари холодильного агента;

- нагнітає пари холодильного агента в конденсатор.

При цьому компресор працює як тепловий насос, що відрізняє холодильний компресор від компресорів іншого призначення.

Компресори для холодильної техніки класифікуються по конструкції, принципу роботи, розміщенням привода тощо.

За принципом роботи холодильні компресори поділяються на поршневі, ротаційні, гвинтові, відцентрові (турбокомпресори), спіральні. Найбільш розповсюджені поршневі компресори.

Випарник – це теплообмінний апарат, в якому за рахунок кипіння холодильного агента теплота відводиться від об'єкта охолодження.

В торговому холодильному устаткуванні розповсюджені випарники, які охолоджують повітря, з примусовою та природньою циркуляцією повітря.

Випарники з примусовою циркуляцією повітря називаються повітроохолоджувачами. Вони на сьогодні переважають у малих та великих холодильних установках.

За конструкцією випарники поділяються на ребристотрубні, листотрубні та гладкотрубні.

Рис. 14.1- Ребристо-трубний випарник: 1 – ребра; 2 – труба

В ребристотрубних повітроохолоджувачах холодильний агент кипить в оребрених трубах, абсорбуючи теплоту з повітря, яке продувається вентилятором крізь випарник.

Конденсатор – це теплообмінний апарат, в якому пари холодильного агента охолоджуються до температури конденсації, а потім при подальшому відведенні теплоти конденсуються (зріджуються).

За типом охолоджуючого середовища конденсатори поділяються на чотири групи: - з повітряним охолодженням; - з водяним охолодженням; - з повітряноводяним охолодженням; - з охолодженням киплячим холодильним агентом або технологічною рідиною.

За характером руху охолоджувального середовища конденсатори поділяють на групи: - з природньою циркуляцією охолоджувального середовища; - з примусовою циркуляцією охолоджувального середовища; - зі зрошенням охолоджувальною рідиною.

Рис.11.2-Ребристо-трубний (ребристо-змійовиковий) конденсатор з вільним рухом повітря:1 – сталеві ребра; 2 – змійовик.

Принцип роботи пояснемо на прикладі охолоджувача соків; Охолоджувачі напоїв складаються з прозорих ємностей (як правило 3) зі знімними кришками для різних напоїв, кранів для їх видачі, машинного відділення та підставки для стаканів (рис. 11.3)

Рис. 14.3 - Схема охолоджувача напоїв ОН-30-2

1 – підставка для стаканів; 2 – важіль крана; 3 – трубка видачі напою; 4 – магнітна муфта; 5 – ємність; 6 – відцентровий насос; 7 – кришка; 8 – трубка подачі напою; 9 – випарник; 10 – манжета; 11 – реле температури; 12 – конденсатор; 13 – вентилятор; 14 – фільтр-осушувач; 15 – капілярна трубка; 16 – електродвигун насоса; 17 – компресор; 18 – пружина

За допомогою відцентрового насоса 6, розміщеного в нижній частині ємності 5, напій подається в прозору пластмасову трубку 8, з неї потрапляє на циліндр випарника 9, виготовленого із нержавіючої сталі, та охолоджується. Для привода насоса слугує електродвигун 16 з муфтою 4.

Верхній відкритий кінець трубки 8 призначений для відводу піни, яка утворюється при циркуляції напою. В нижній частині ємності є отвір з гумовою трубкою Переріз трубки затиснений важелем крана за допомогою пружини. Коли стаканом натискають важіль, він стискає пружину 18, звільняючи трубку крана, через яку напій заповнює стакан.

Схема холодильної машини охолоджувача представлено на рис. 11.4

Рис. 11.4- Схема холодильної машини охолоджувача напоїв: 1 – компресор; 2 – капілярна трубка; 3, 4 – випарники; 5 – реле температури; 6 – конденсатор; 7 – вентилятор; 8 – дросельний вентиль

В машинному відділенні розміщена холодильна машина з герметичним компресором 1 і повітряним конденсатором 6, який обдувається вентилятором 7. Із конденсатора рідкий хладон проходить через фільтр-осушувач, дроселюється (зниження температури і тиску) в капілярній трубці 2, заповнює змійовик випарника 3, 4, який припаяний до циліндра. Поглинаючи теплоту напою, холодильний агент кипить, і його пари забираються компресором.

Після охолодження напою в ємності до заданої температури термореле 5, термобалон якого притиснутий до випарників 3 і 4, вимикає компресор і двигун вентилятора конденсатора.