Холодильная машина представляет собой совокупность механизмов, аппаратов и приборов, последовательно соединенных в систему производства искусственного холода.
По принципу получения холода холодильные машины подразделяются
на:
• использующие процессы фазового превращения (способ получения холода за счет изменения агрегатного состояния хладагента /рабочего вещества/, кипения его при низких температурах и давлении с отводом от охлаждаемого тела или среды необходимой для этого теплоты парообразования). Подразделяются на компрессионные (пары хладагента подвергают сжатию в компрессоре) и абсорбционные холодильные машин (пары хладагента поглощаются абсорбентом);
• использующие термоэлектрическое охлаждение (способ получения холода за счет пропускания электрического тока в цепи, состоящей из двух различных проводников, один из которых охлаждается, а другой нагревается). Для получения холода используют элементы Пельтье — это термоэлектрические преобразователи, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье - возникновении разности температур при протекании электрического тока.
Энергетическая эффективность термоэлектрических охладителей существенно ниже, однако они имеют следующие преимущества:
• возможность изменения направления электрического тока и, как следствие, переход от охлаждения к нагреву;
• модули, вырабатывающие холод, исключительно надежны;
• возможность очень быстрого охлаждения товаров;
• высокая точность регулирования температуры;
• работа без шума и вибрации из-за отсутствия движущихся частей;
• простота технического обслуживания.
В торговле получили наибольшее распространение компрессионные холодильные машины. Основные узлы компрессионной холодильной машины:
• Испаритель - это теплообменный аппарат, который поглощает тепло окружающей среды за счет кипящего в нем при низкой температуре хладагента. В зависимости от вида охлаждаемой среды различают испарители для охлаждения жидкости и воздуха;
• Компрессор {по сути - насос) - предназначен для забора и перекачивания паров хладагента из испарителя, сжатия и нагнетания их в перегретом состоянии в конденсатор. Компрессор - это основной элемент, от которого зависит срок службы холодильной машины. По принципу действия холодильные компрессоры подразделяют на поршневые, ротационные, винтовые, центробежные (турбокомпрессоры) и спиральные. По расположению привода компрессоры разделяют на открытые (с внешним приводом и сальниковым уплотнением конца вала, выступающего из корпуса); бессальниковые (полугерметичные) со встроенным электродвигателем, но с отъемными крышками; герметичные (со встроенным электродвигателем в заваренном кожухе без ргтзъемов).
Основные виды компрессоров:
1. герметичные поршневые компрессоры - выполнены по традиционной отработанной технологии (доля таких компрессоров в системах хладоснабже- ния для магазинов постоянно снижается). Преимущество — низкая стоимость. Недостаток — невозможность ремонта и более «уязвимая» конструкция:
2. герметичные спиральные компрессоры - не содержат возвратно- поступательного механизма. Преимущества - более производительны, надежны. стойки к различным внешним воздействиям и загрязнениям в системе. Также при использовании спиральных компрессоров снижается возможность гидроудара.
3. полугерметичные поршневые компрессоры. Преимущества: ремонтопригодны, надежнее спиральных компрессоров, выпускаются, как правило, большой производительности.
• 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 орсбренных труб;
• 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 - служит для очистки хладагента от механических загрязнений, образовавшихся в результате недостаточной очистки системы при изготовлении, монтаже и ремонте. Фильтры бывают жидкостные и паровые;
• Терморегулирующий вентиль - устройство подачи хладагента в испаритель, которое обеспечивает равномерное поступление хладона в испаритель и распыляет жидкий хладагент, тем самым понижает давление конденсации до давления испарения. От правильной регулировки терморегулирующего вентиля во многом зависит экономичность работы холодильной машины.
(Примечание: данные устройства соединены в непрерывную цепь получения холода, т.е. образуют холодильную машину, в той последовательности, в которой перечислены выше).
Работа холодильной машины происходит следующим образом. Легко- испаряющаяся жидкость (рабочее вещество - например хладон) 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 конденса-
1 — компрессор;
2 — конденсатор;
3 — ресивер;
4 — фильтр;
5 —терморегулнрующий вентиль;
6 — испаритель;
7 — охлаждаемая камера;
8 — электродвигатель;
9 — магнитный пускатель;
10 — кнопочный включатель;
11 — реле давления
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, распыляется и при резком снижении давления и температуры поступает в испаритель, после чего цикл повторяется.
Для обеспечения нормальной работы холодильной установки необходимо поддерживать в определенных пределах или регулировать в соответствии с заданной программой значения целого ряда физических величин или параметров. Автоматическое регулирование работы холодильной машины обеспечивают приборы автоматического контроля, управления, регулирования, сигнализации и защиты.
Рассмотрим схему автоматического регулирования на примере компрессионной холодильной машины с использованием реле давления (см. рисунок выше). При работе холодильной машины температура в холодильной камере понижается, что снижает величину теплопритока к испарителю. 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.
| тор. В охлаждаемом водой или воздухом ко..^енсаторе они превращаются в жидкость. Схема устройства компрессион |
|
| ной холодильной машины: |
В испарителе 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.
