Описание принципа работы холодильной установки
Обычному человеку, как правило, нет необходимости разбираться в принципе действия холодильной машины, для него важен результат. Результатом работы холодильной установки является: охлажденные продукты – от замороженных овощей, до мясо-молочной продукции или например охлажденный воздух, если речь идет о сплит-системах.
Другое же дело, когда холодильные машины выходит из строя и для проведения ремонта холодильных установок требуется вызов специалиста. В данном случае уже было бы не плохо разбираться в принципе работы таких агрегатов. Хотя бы для того, чтобы понимать необходимость замены или ремонта составляющей холодильной машины.
Основное назначение холодильной установки – это забор тепла от охлаждаемого тела и перенос этого тепла или энергии другому объекту или телу. Для понимания процесса требуется уяснить простую вещь – если мы нагреваем или сжимаем тело, то мы сообщаем этому телу энергию (или тепло), охлаждая и расширяя, мы отбираем энергию. Это основной принцип, на основе которого и построен перенос тепла.
В холодильной машине для переноса тепла применяются хладагенты – рабочие вещества холодильной машины, которые при кипении и в процессе изотермического расширения отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передают её охлаждающей среде за счёт конденсации
Холодильный компрессор 1 отсасывает газообразный хладагент – фреон из испарителей 3, сжимает его и нагнетает в конденсатор 2. В конденсаторе 2 фреон конденсируется и переходит в жидкое состояние. Из конденсатора 2 жидкий хладагент попадает в ресивер 4, где происходит его накопление. Ресивер оснащен запорными вентилями 19 на входе и выходе. Из ресивера хладагент поступает в фильтр-осушитель 9, где происходит удаление остатков влаги, примесей и загрязнений, после этого проходит через смотровое стекло с индикатором влажности 12, соленоидный вентиль 7 и дросселируется терморегулирующим вентилем 17 в испаритель 3.
В испарителе хладагент кипит, забирая тепло от объекта охлаждения. Пары хладагента из испарителя через фильтр на всасывающей магистрали 11, где они отчищаются от загрязнений, и отделитель жидкости 5 поступают в компрессор 1. Затем цикл работы холодильной установки повторяется.
Отделитель жидкости 5 предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор. Для обеспечения гарантированного возврата масла в картер компрессора, на выходе из компрессора устанавливаться маслоотделитель 6. При этом масло через запорный вентиль 24, фильтр 10 и смотровое стекло 13 по линии возврата – поступает в компрессор.
Виброизоляторы 25, 26 на всасывающей и нагнетательной магистралях гасят вибрации при работе компрессора и препятствуют их распространению по холодильному контуру.
Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями 20. Картерный нагреватель 21 выпаривает хладагент из масла, предотвращая конденсацию хладагента в картере компрессора во время его стоянки и поддержания заданной температуры масла.
В холодильных машинах с полугерметичными поршневыми компрессорами, у которых в системе смазки установлен масляный насос, используется реле контроля давления масла 18. Задача этого реле – отключить компрессор в случае снижения давления масла в системе смазки.
В случае установки агрегата на улице он должен быть дополнительно укомплектован гидравлическим регулятором давления конденсации, для обеспечения стабильной работы в зимних условиях и поддержания необходимого давления конденсации в холодное время года.
Реле высокого давления 14 управляют включением/выключением вентиляторов конденсатора, для поддержания необходимого давления. Реле низкого давления 15 управляет включением/выключением компрессора.
Аварийное реле высокого и низкого давлений 16 предназначено для аварийного отключения компрессора в случае пониженного или повышенного давления.
Принцип работы холодильной машины —
Каков принцип действия холодильной машины, и какие процессы происходят во время её работы. Для конечного потребителя холодильного оборудования, человека, которому необходим искусственный холод на его предприятии, будь это хранение или заморозка продукции, кондиционирование помещения или охлаждение молока, воды и т.д., не обязательно детально знать и понимать теорию фазовых превращений в холодильном оборудовании. Но основные знания в этой сфере помогут ему в правильном выборе необходимого холодильного оборудования и поставщика.
Также посмотрите принцип работы системы охлаждения жидкостей.
Холодильная машина предназначена для забора тепла (энергии) от охлаждаемого тела. Но по закону сохранения энергии, тепло просто так никуда не исчезнет, следовательно, взятую энергию необходимо перенести (отдать).
Процесс охлаждения основан на физическом явлении поглощения тепла при кипении (испарении) жидкости (жидкого хладагента). Компрессор холодильной машины предназначен для отсасывания газа из испарителя и сжатия, нагнетания его в конденсатор. При сжатии и нагревании паров хладагента мы сообщаем им энергию (или тепло), охлаждая и расширяя, мы отбираем энергию. Это основной принцип, на основе которого происходит перенос тепла и работает холодильная установка. В холодильном оборудовании для переноса тепла применяют хладагенты.
Холодильный компрессор 1 отсасывает газообразный хладагент (фреон) из испарителей (теплообменник или воздухоохладитель) 3, сжимает его и нагнетает в конденсатор 2 (воздушный или водяной). В конденсаторе 2 хладагент конденсируется (охлаждается потоком воздуха от вентилятора или потоком воды) и переходит в жидкое состояние. Из конденсатора 2 жидкий хладагент (фреон) попадает в ресивер 4, где происходит его накопление. Также ресивер необходим для постоянного поддержания необходимого уровня хладагента. Ресивер оснащен запорными вентилями 19 на входе и выходе. Из ресивера хладагент поступает в фильтр-осушитель 9, где происходит удаление остатков влаги, примесей и загрязнений, после этого проходит через смотровое стекло с индикатором влажности 12, соленоидный вентиль 7 и дросселируется терморегулирующим вентилем 17 в испаритель 3.
Терморегулирующий вентиль применяется для регулирования подачи хладагента в испаритель
В испарителе хладагент кипит, забирая тепло от объекта охлаждения. Пары хладагента из испарителя через фильтр на всасывающей магистрали 11, где происходит очистка их от загрязнений, и отделитель жидкости 5 поступают в компрессор 1. Затем цикл работы холодильной машины повторяется.
Отделитель жидкости 5 предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор.
Для обеспечения гарантированного возврата масла в картер компрессора на выходе из компрессора устанавливаться маслоотделитель 6. При этом масло через запорный вентиль 24, фильтр 10 и смотровое стекло 13 по линии возврата масла поступает в компрессор.
Виброизоляторы 25, 26 на всасывающей и нагнетательной магистралях обеспечивают гашение вибраций при работе компрессора и препятствуют их распространению по холодильному контуру.
Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями 20.
Картерный нагреватель 21 необходим для выпаривания хладагента из масла, предотвращения конденсации хладагента в картере компрессора во время его стоянки и поддержания необходимой температуры масла.
В холодильных машинах с полугерметичными поршневыми компрессорами, у которых в системе смазки используется масляный насос, применяется реле контроля давления масла 18. Это реле предназначено для аварийного отключения компрессора в случае снижения давления масла в системе смазки.
В случае установки агрегата на улице он должен быть дополнительно укомплектован гидравлическим регулятором давления конденсации, для обеспечения стабильной работы в зимних условиях и поддержания необходимого давления конденсации в холодное время года.
Реле высокого давления 14 управляют включением/выключением вентиляторов конденсатора, для поддержания необходимого давления конденсации.
Реле низкого давления 15 управляет включением/выключением компрессора.
Аварийное реле высокого и низкого давлений 16 предназначено для аварийного отключения компрессора в случае пониженного или повышенного давления.
Холодильное устройство принцип действия
Так уж устроена нынешняя цивилизация, что холодильное устройство стало неотъемлемой частью нашей жизни и существование homo sapiens без него уже немыслимо даже в бытовой обстановке: в каждой семье есть холодильники, морозильники и кондиционеры, которые давно не считается роскошью, а скорее является насущной необходимостью.
Эволюция, которую прошло холодильное оборудование, была приблизительно следующей: теневые схроны, погреба, лЕдники (накопленный за зиму лёд или утрамбованный снег в специальных хранилищах)…
Изобретение холодильных машин, способных превращать обычную воду в лёд, в любое время года, дало старт всему, что сейчас из себя представляет холодильная установка и кондиционерное оборудование.
Кстати, само выражение: «делать холод» несколько противоречит физическим процессам, происходящим при охлаждении. Чтобы охладить какой-либо предмет или продукт необходимо лишить его того тепла, которым они обладают при естественных условиях в окружающей среде.
Отбор тепла из охлаждаемого объёма или от охлаждаемого предмета – это и есть основной принцип действия, когда подразумевается холодильная машина.
Вещество, используемое в холодильных и кондиционерных машинах и устройствах качестве «поглотителя тепла» называется хладагентом.
Структурная схема большинства существующих холодильных устройств имеет замкнутый цикл, когда некоторое количество хладагента перемещается внутри по системе трубопроводов, связывающих основные узлы и компоненты холодильных машин, которые образуют, так называемый, холодильный контур.
В связи с этим устройства, где происходит процесс испарения, не мудрствуя лукаво, называются испарители холодильных машин. Хладагент в жидком агрегатном состоянии подается на вход испарителя, где и осуществляется «таинство холодообразования»: при испарении хладагента интенсивно отбирается энергия (тепло) от окружающей испаритель среды.
После испарения во внутреннем объеме испарителя, хладагент в газообразном виде, «обогащённый» теплом охлаждаемых предметов, где компрессор перекачивает его на «обратную сторону» холодильной машины или установки для совершения обратного процесса: конденсации (изменения газообразного состояния в жидкость).
Процесс конденсации совершенно противоположен по физике происходящего процессу испарения. Во время конденсации конденсируемый газ выделяет тепло в окружающую его среду. Конденсатор холодильной установки — устройство, в котором происходит конденсация хладагента.
Работа конденсаторов заключается в том, чтобы нагнетаемый в него компрессором хладагент в газообразном состоянии, к выходу из конденсаторов стал жидкостью и мог вновь подаваться в испарители холодильных установок, для совершения очередного «цикла» охлаждения.
Чтобы сконденсировать газ достаточно «отобрать» у него ту энергию, которой он обладает. Эту функцию осуществляет конденсатор холодильной машины, который передаёт поступающее в него тепло от хладагента окружающей среде.
На первый взгляд: сколько тепла было отобрано из охлаждаемого объёма, столько же тепла необходимо «выкинуть» в окружающую среду, К сожалению такая «простая арифметика» не приемлема при расчёте холодильной или кондиционерной установки. Нельзя забывать о том, что при перекачке хладагента по холодильному контуру компрессор так же совершает «физическую» работу, сопровождающуюся выделением тепла. При этом он попутно «снабжает» хладагент избыточным теплом от работы своих внутренних механизмов, и эта «тепловая добавка» так же поступает в конденсатор хладагента, что приводит к существенному дисбалансу между теплообменными возможностями испарителя и конденсатора. главный инженер Новиков В.В., академический советник Международной Академии Холода
Устройство и принцип работы компрессионной холодильной машины
Из всех способов наибольшее применение получило охлаждение с помощью холодильных машин (машинное охлаждение), при котором используется принцип кипящих жидких газов. Работа холодильной машины полностью автоматизирована, что обеспечивает удобство в эксплуатации, безопасность работы обслуживающего персонала, возможность соблюдения требуемого температурного режима для различных видов продуктов, а также режима экономии.
Холодильная машина — «это кольцевая герметически замкнутая система, по которой циркулирует одно и то же количество рабочего вещества, называемого холодильным агентом.
В торговом машиностроении применяются холодильные машины двух видов: компрессионная и абсорбционная, в которых используются различные способы обеспечения циркуляции хладагента. В компрессионной холодильной машине для циркуляции хладагента затрачивается механическая энергия, а в абсорбционной — тепловая. Наибольшее распространение получила компрессионная холодильная машина» [10], в которой основным рабочим узлом является компрессор .
Схема компрессионной холодильной машины: 1 — компрессор; 2 — всасывающий клапан; 3 — нагнетающий воздух клапан;
4 — поршень; 5 — цилиндр; б — электропривод; 7 — электровентилятор;
8 — конденсатор; 9 — ресивер; 10- терморегулирующий вентиль; 11 — датчик;
12 — испаритель
Схема компрессионной холодильной машины: 1 — компрессор; 2 — всасывающий клапан; 3 — нагнетающий воздух клапан;
4 — поршень; 5 — цилиндр; б — электропривод; 7 — электровентилятор;
8 — конденсатор; 9 — ресивер; 10- терморегулирующий вентиль; 11 — датчик;
12 — испаритель
Компрессионная холодильная машина состоит из компрессора 1, конденсатора 8, ресивера 9, терморегулирующего вентиля 10 и испарителя 12. Эти части соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую герметичную систему, которая заполнена холодильным агентом — хладоном.
Компрессор служит для непрерывного отсасывания холодных паров хладона из испарителя, сжатия их и нагнетания в конденсатор. Важнейшими частями компрессора являются цилиндр 5, поршень 4 и два клапана (всасывающий 2 и нагнетающий 3). Поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение с помощью электропривода 6. При опускании поршня увеличивается объем рабочей полости цилиндра и давление в нем снижается. Вследствие этого открывается всасывающий клапан, и цилиндр заполняется парообразным хладоном, поступающим из испарителя. При поднятии поршня (при закрытых клапанах) пары хладона сжимаются и нагреваются за счет сжатия до температуры 50 — 60°С. При достижении наибольшего давления паров в цилиндре открывается нагнетающий клапан, и горячие пары хладона выталкиваются в конденсатор.
Конденсатор — это теплообменный аппарат, охлаждаемый с помощью электровентилятора. Конденсатор воздушного охлаждения представляет собой трубчатый змеевик из металлических труб с насаженными на них ребрами из металлических пластин. По змеевику сверху вниз проходит охлаждаемый холодильный агент, а снаружи змеевик обдувается воздухом от электровентилятора 7. В конденсаторе горячие пары хладона отдают свою теплоту воздуху помещения. В результате их температура понижается до температуры конденсации, которая обычно на 8-12°С выше температуры воздуха помещения. При дальнейшем охлаждении пары хладона отдают скрытую теплоту парообразования при постоянной температуре и превращаются в жидкость. Интенсивность конденсации зависит от размера охлаждаемой площади поверхности конденсатора, разности температур хладоново-го пара и воздуха помещения, а также чистоты поверхности конденсатора. Загрязнение конденсатора смазочными маслами, пылью затрудняет теплообмен между холодильным агентом и наружным воздухом. Жидкий хладон, постепенно проходя через фильтр-осушитель, накапливается в ресивере 9.
Ресивер представляет собой стальной герметичный сосуд, служащий для накопления, хранения сжиженного хладона и равномерной его подачи в другие части холодильной машины. В ресивере и конденсаторе поддерживается одинаковое давление, равное давлению конденсации. Из ресивера жидкий хладон подается к терморегулирующе-му вентилю 10.
Терморегулирующий вентиль (ТРВ) — автоматический прибор, который регулирует заполнение испарителя жидким хладоном. Основными его частями являются игольчатый клапан, закрывающий доступ жидкого хладона из ресивера в испаритель, и датчик 11, контролирую
щий температуру паров хладона на выходе из испарителя. При повышении температуры, что является признаком недостаточного заполнения испарителя, клапан вентиля автоматически открывается, увеличивая подачу жидкого хладона в испаритель. Другой важной функцией ТРВ является дросселирование (расширение жидкости при истечении через узкие отверстия) жидкого хладона. Дросселирование происходит в кольцевой щели между игольчатым клапаном и седлом вентиля. На этом участке резко падает давление жидкого хладона, поскольку в испарителе поддерживается более низкое давление, чем в конденсаторе и ресивере. При этом давление конденсации хладона понижается до давления кипения. Соответственно понижается температура кипения жидкого хладона.
2. Принцип работы холодильной установки. Холодильные агенты и хладоносители.
Элементы холодильной установки: компрессоры, конденсаторы, испарители,
вспомогательные устройства.
Рефрижераторные установки на судах служат прежде всего для того, чтобы в течение длительного времени сохранять продукты, особенно легкопортящиеся.. В охлаждающем контуре компрессора тепло забирается от хладагента, который испаряется при низких температуре (обычно ниже 0° С) и давлении. Температура хладагента за счет сжатия поднимается настолько, что принятое до этого тепло может быть отдано, например, охлаждающей воде с более высокой температурой. Для этой цели к установке необходимо подвести энергию, что в данном случае происходит за счет работы, совершенной компрессором.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ судовой холодильной установки показан на рисунке. Пары хладагента, имеющие низкие давление и температуру, всасываются компрессором и сжимаются до 0,6—0,8 МПа, при этом температура превысит температуру забортной воды, применяемой для охлаждения конденсатора. В конденсаторе тепло хладагента забирается протекающей забортной водой, за счет чего сжижаются пары хладагента при постоянных температуре и давлении. Жидкий хладагент после конденсатора попадает в расширительный клапан, где его давление снижается. Одновременно происходит резкое снижение температуры, и хладагент из жидкости превращается в пар с очень большим влагосодержанием. После выхода из расширительного клапана хладагент испаряется в испарителе и забирает из рефрижераторной камеры требующееся для этого тепло. Для обеспечения лучшей циркуляции воздуха, способствующей более интенсивному теплообмену, в испарительной камере устанавливают вентилятор. Он забирает воздух из рефрижераторной камеры и снова нагнетает туда воздух, охлажденный в испарительной камере.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ АГЕНТЫ И ХЛАДОНОСИТЕЛИ. Охлаждающие рабочие тела делятся в основном на первичные — холодильные агенты и вторичные — хладоносители.
Холодильный агент под воздействием компрессора циркулирует через конденсатор и испарительную систему. Фрион R22, 134a, 401.
Хладоносители применяются в крупных установках кондиционирования воздуха и в холодильных установках, охлаждающих грузы. В этом случае через испаритель циркулирует хладоноситель, который затем направляется в помещение, подлежащее охлаждению
Наиболее распространенным хладоносителем в больших рефрижераторных установках является рассол — водный раствор хлористого кальция, к которому для уменьшения коррозии добавляют ингибиторы.
ЭЛЕМЕНТЫ:
КОМПРЕССОР предназначен для сжатия и нагнетания в конденсатор паров хладагента.
В качестве недостатков двухступенчатого компрессора можно выделить лишь высокое давление, влекущее за собой увеличение температуры нагрева основных рабочих частей компрессора, но эта проблема не столь существенна, если компрессорное оборудование установлено в хорошо проветриваемом помещении.
Принцип действия этого компрессора во многом схож с работой поршневого воздушного компрессора. Для обеспечения низких температур компрессор может выполняться двухступенчатым. Имеются конструкции, предусматривающие перевод компрессора из режима одноступенчатого в режим двухступенчатого сжатия в зависимости от потребности.
При сжатии паров происходит повышение не только давления, но и температуры.
КОНДЕНСАТОРЫ. Как отмечалось, большинство конденсаторов выполняются кожухотрубными и охлаждаются водой. Здесь видно, что холодильный агент проходит снаружи трубок, а охлаждающая вода движется внутри них. В конденсаторе, охлаждаемом забортной водой, предусматривается двухходовое движение воды.
У конденсаторов, имеющих длину 3 м и более, предусматривают двойной выход жидкого агента, с тем, чтобы обеспечить бесперебойное поступление жидкости в систему во время качки судна.
ИСПАРИТЕЛИ. Испарители делятся на два вида: испарители непосредственного охлаждения, в которых холодильный агент охлаждает непосредственно воздух, и кожухотрубные, в которых холодильный агент охлаждает хладоноситель.
Простейшим испарителем непосредственного охлаждения является пучок трубок с увеличенной поверхностью благодаря их оребрению. Холодильный агент кипит в трубках и охлаждает воздух, который прогоняется снаружи вентилятором, обеспечивающим циркуляцию воздуха.
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
МАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ устанавливается на стороне нагнетания компрессора и является обязательной частью агрегатов с винтовыми компрессорами
ОСУШИТЕЛИ холодильного агента обязательно используются во фреоновых установках для удаления влаги, оказавшейся в системе
ЖИДКОСТНЫЙ РЕСИВЕР может включаться в состав установки по следующим соображениям: являясь дополнительной емкостью, он, во-первых, создает резерв холодильного агента в системе, необходимый для работы установки в различных режимах; во-вторых, обеспечивает хранение агента, когда необходимо откачать его из системы.
В малых установках откачиваемый из системы холодильный агент обычно собирают в конденсатор.
Назначение и принцип действия холодильных установок
Холодильными или рефрижераторными называют установки, предназначенные для искусственного понижения температуры в помещении для сохранения или замораживания скоропортящихся продуктов, приготовления льда и кондиционирования воздуха.
На судах применяются в основном компрессионные холодильные установки, состоящие из компрессора, конденсатора, испарителя, расширителя или терморегулирующего вентиля (ТРВ). В установках используется рабочее вещество (хладагент), способное кипеть при низких температурах с понижением давления.
По Правилам Регистра установка должна иметь два комплекта указанного оборудования. Холодопроизводительность ее при работе одного комплекта оборудования должна обеспечивать поддержание требуемых температур в охлаждаемых помещениях в заданном районе плавания судна круглосуточно.
Под холодопроизводительностью установки понимается количество тепла, отнимаемое ею из окружающей среды в единицу времени.
На рис. 128, а показана принципиальная схема компрессионной холодильной установки.
Понижение и поддержание заданной температуры воздуха в охлаждаемом помещении обеспечивается отводом из него проникающего извне тепла. Для этого внутри помещения устанавливается испаритель, по которому циркулирует непрерывно хладагент, кипящий в испарителе при низкой температуре. На испарение и перегрев паров хладагента и используется проникающее в помещение тепло. Пары хладагента всасываются компрессором из испарителя, сжимаются и подаются в конденсатор. Тепло, отведенное из помещения и приобретенное в компрессоре в процессе сжатия, отдается парами забортной циркуляционной воде в процессе конденсации в конденсаторе. Конденсат (жидкий хладагент) подается из конденсатора в ТРВ, где дросселируется через отверстие малого диаметра, расширяется с понижением давления и температуры до температуры кипения и поступает в испаритель. Описанный процесс повторяется вновь.
Похожие статьи
Метки: Судовые Холодильные установки
Для того, чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.
Принцип работы маслоотделителя холодильной установки
Маслоотделитель холодильной установки
Масло может очень сильно влиять на работу холодильной установки, как улучшая работу системы качественной смазкой механизма компрессора, так и ухудшая работу за счет покрытия испарителя пленкой и создания дополнительного термического сопротивления, что ведет к повышению температуры испарения и повышению нагрузки на компрессор. Для предотвращения негативных эффектов служат специальные устройства, устанавливаемые на линии нагнетания, после выхода хладагента из компрессора которые называются линейные ресиверы или маслоотделители.
Требования к маслу для компрессоров достаточно жесткие, во-первых, оно не должно содержать ни каких кислот и щелочей, а также примесей и, конечно же, воды, а также не должно нарушать его химического состава и меньше влиять на его физические параметры. Тип и марка используемого масла выбирается в зависимости от параметров работы холодильной установки, так как температура кипения хладагента может быть и -80°C и масло должно выдерживать такие нагрузки. Некоторые фреоны, например R12, полностью растворяется в масле, образуя однородный раствор и нет необходимости разделения, но это влечет накопление масла в испарителе, особенно в затопленных иcпарителях, и его все равно необходимо возвращать, ведь скапливаясь там, его объем уменьшается в картере компрессора и вызывает ухудшение его смазки.
Фреоновые и аммиачные хладагенты и их взаимодействие с маслом
Растворимость жидких хладагентов в маслах увеличивается при повышении температуры, а взаимное расположение слоев зависит от плотности. В аммиачных компрессорах используются в основном минеральные масла, благодаря чему масло будет находиться ниже аммиака, в фреоновых, наоборот, слой масла будет находиться выше фреона.
Маслоотделители для фреоновых и аммиачных установок
Хладагент, нагнетаемый в систему компрессором, захватывает пары и частички масла, которые и необходимо отделить, маслоотделение обычно происходит механически, за счет снижения скорости движения смеси до 0,5 — 0,8 м/с и его направления. Маслоотделитель представляет собой емкость, подача и забор хладагента происходит в верхней зоне, но подача опущена вниз емкости, для изменения движения потока, крупные капли масла, сразу же выпадают из смеси, а мелкие проходят обратно вверх через серию специальных металлических решеток, препятствующих движения, благодаря чему на них и выпадает остальная часть масла. Оно стекает по стенкам вниз, в поплавковую камеру, и оттуда уже возвращается в холодильные компрессоры. К сожалению, такой метод улавливает всего 65% масла, так как даже при низких скоростях, капли настолько мелкие, что их все равно утягивает дальше. Для увеличения эффективности процесса отделения масла, смесь предварительно охлаждают водой.
В аммиачных холодильных установках хладагент (для более эффективного маслоотделения) пропускаются через небольшой слой жидкого аммиака, такой способ называют барботажным, пары смеси аммиака с маслом барботируют через жидкий слой, при этом масло более эффективно конденсируется, эффективно задерживаются даже маленькие капли. Компрессор постоянно подает в ресивер жидкий аммиак, благодаря чему поддерживается весь цикл. Таким образом, улавливание масла увеличивается до 87%. Аммиачные испарители более подвержены образованию масляной пленки, поэтому применение маслоотделителей зачастую является крайне необходимым решением.
В двухступенчатой установке применяется схема с промежуточным сосудом, что позволяет более эффективно отделять и собирать масло, а также равномерно его распределять между компрессорами.
Фреоновые холодильные установки менее подвержены образованию пленки в испарителе, но масло увеличивает вязкость фреона, благодаря чему возрастает сопротивление теплопередачи. В двухступенчатых системах, после каждой ступени компрессора устанавливается маслоотделитель, если компрессор находится ниже испарителя, то масло естественным образом возвращается обратно. Если же компрессор находится выше, то применяются гидравлические затворы, в которых масло накапливается, пока полностью не перекроет сечение, тогда за счет разряжения создаваемого компрессором масло начнет подниматься. Один затвор может поднять масло на высоту до 3 метров, если компрессор находится выше, то такие затворы необходимо устанавливать каждые 3 метра до необходимой высоты.
Наша компания занимается подбором оборудования для холодоснабжения, мы выполняем работы полностью «под ключ» начиная с этапа проектирования, продолжая монтажными работами и заканчивая запуском, настройкой и сдачей в эксплуатацию. Наши инженеры помогут подобрать, а менеджеры подскажут цены на емкостное оборудование, а также оборудование для шоковой заморозки, и другие услуги предоставляемые компанией.
Наши менеджеры также помогут рассчитать цены на емкостное оборудование и заказать его.
Также рекомендуем статьи:
Схемы узлов холодильных установок
Принципы реконструкции аммиачных холодильных установок
Причины износа клапанного узла в аммиачных холодильных установках
Проектирование холодильной системы — инженерное мышление
Спроектировать и проанализировать систему охлаждения. В этой статье мы рассмотрим, как спроектировать и проанализировать систему охлаждения. Мы рассмотрим теорию, лежащую в основе цикла идеального сжатия пара, поэтому его характеристики будут немного отличаться от реального сценария.
Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео YouTube по проектированию и анализу холодильного оборудования.
Вот наш базовый цикл охлаждения.Основными компонентами являются компрессор, конденсатор, расширительный клапан, а также испаритель.
Компрессор сжимает хладагент и проталкивает его по системе. Конденсатор отводит нежелательное тепло из системы. Расширительный клапан расширяет хладагент. Испаритель поглощает нежелательное тепло, которое собирается из здания, а также производит охлаждение, которое направляется в здание.
Чтобы спроектировать и проанализировать систему охлаждения, мы хотим знать, какими будут термодинамические свойства хладагента в наших четырех ключевых компонентах.
Точка 1: между испарителем и компрессором.
Пункт 2: на выходе из компрессора.
Пункт 3: когда он выходит из конденсатора, до того, как он попадает в расширительный клапан.
Пункт 4: сразу после расширительного клапана, до того, как он войдет в испаритель.
Для каждой из этих точек нам нужно знать температуру хладагента, энтропию, давление и энтальпию.
Для этого мы построим нашу систему на двух диаграммах. Обратите внимание на серую линию, которая образует купол на обоих.Все, что находится слева от этого, — это жидкий хладагент. В любой точке под куполом хладагент представляет собой частично пар, частично жидкую смесь. Все, что находится справа от линии, будет перегретым паром. Если точка касается линии слева, значит, это насыщенная жидкость. Если он коснется линии справа, значит, это будет насыщенный пар.
Синие линии отмечают производительность нашей системы. Из приведенных выше графиков мы видим, что точка 1 будет низкой температурой, а также низким давлением и насыщенным паром.Точка 2, которую мы видим, будет иметь гораздо более высокое давление. Кроме того, это высокая температура, и он находится в перегретой области, так что это перегретый пар. Точка 3, которую мы видим, по-прежнему имеет высокое давление, она немного снизилась по температуре, и она также находится на линии насыщенной жидкости, так что это будет насыщенная жидкость.
Мы также можем видеть, что точка 4, сразу после расширительного клапана, когда хладагент был расширен, хладагент будет иметь гораздо более низкое давление и температуру. Итак, низкое давление, низкая температура, и это между куполом.Итак, это будет смесь жидкого пара.
Мы будем использовать несколько сокращений:
T будет для температуры.
P будет для давления.
H будет для энтальпии.
S будет для энтропии.
X будет качеством хладагента. Если это жидкость, то это 0, если это пар, то 1. Мы используем это, чтобы определить, насколько далек хладагент от жидкости до пара, когда он находится в области купола.
M точка — массовый расход хладагента
Теперь есть много способов начать проектировать одну из этих систем.Вероятно, для начала было бы неплохо знать, какую охлаждающую нагрузку вы хотите достичь.
Хладагент в точке 1
Начнем с компрессора. Допустим, у меня есть компрессор, способный проталкивать по системе семь килограммов хладагента в секунду.
По данным производителей компрессоров, мы можем обнаружить, что он может создавать давление 1200 кПа, а также требует давления всасывания 320 кПа. Итак, мы начнем с использования этих значений.
Мы введем эти данные в диаграмму.
Итак, мы знаем, что давление всасывания составляет 320 кПа, и что это насыщенный пар на линии насыщения (точка 1). Нам просто нужно посмотреть, какими будут эти значения для термодинамических свойств хладагента. В этом примере мы просто будем использовать R134a.
Вы можете получить свойства хладагента R-134a, щелкнув здесь. Затем прокрутите вниз до таблиц с насыщенным паром хладагента. Итак, мы хотим найти 320 кПа.
Запишите значения, выделенные выше. Это в условиях насыщенного пара, когда хладагент имеет давление 320 кПа по температуре, объему, энтальпии и энтропии. Это все значения для пункта 1.
Хладагент в точке 2
Теперь посмотрим, какие свойства хладагента находятся в состоянии 2.
Теперь вернемся к таблицам хладагентов, на этот раз нам нужно знать две точки отсчета, чтобы найти значения. На данный момент мы просто знаем, что такое давление (1200 кПа), и знаем, что это перегретый пар.Поскольку мы делаем это как идеальный цикл, мы можем предположить, что компрессор изотропен, и это означает, что энтропия в точке 2 равна энтропии в точке 1. (0,9301 кДж / кг · К)
Таким образом, мы вводим копию значения энтропии из точки 1 в точку 2. Теперь у нас есть две точки данных, поэтому мы можем заглянуть в таблицы перегретого пара, чтобы найти энтальпию и температуру.
Найдите таблицы перегретого хладагента. Нам нужно 1200 кПа.
Теперь энтропия, которую мы ищем, составляет 0,9301 кДж / кг.К. Но, просматривая этот список, мы не можем найти его, он находится между двумя значениями. Поэтому, чтобы его найти, нам просто нужно использовать линейную интерполяцию.
Посмотрите обучающее видео на YouTube, чтобы узнать, как рассчитать это в Excel.
Хладагент в точке 3
Поскольку это идеальная система, нет сопротивления потоку, поэтому не будет падения давления. В реальном мире, очевидно, будет небольшой перепад давления, но поскольку это идеально, мы можем предположить, что давление в точке 3 такое же, как и в точке 2.
Теперь у нас есть давление и мы знаем, что это насыщенная жидкость, а это значит, что мы можем использовать таблицы насыщенных жидкостей, чтобы узнать температуру, энтальпию и энтропию.
Возвращаясь к таблицам собственности, найдите таблицы насыщенного хладагента и найдите значение 1200 кПа. Мы знаем, что это насыщенная жидкость. Итак, нам нужны столбы с насыщенной жидкостью. Поэтому скопируйте значения температуры, энтальпии и энтропии.
Это все наши свойства для точки 3.
Хладагент в точке 4
Теперь нам нужно знать, какими будут свойства хладагента в точке 4.Это немного сложнее, потому что он находится в паровом куполе. Итак, это частично жидкость, частично пар. Мы еще не уверены, сколько это пара или жидкости. Но это нормально, потому что мы можем просто решить это.
Мы знаем, что температура будет такой же, как в точке 1, и что энтальпия останется постоянной через расширительный клапан. (Посмотрите на графики, чтобы убедиться в этом). Это означает, что мы можем использовать энтальпию из состояния 3. Следовательно, мы можем опустить эти цифры для точки 4.
Мы также знаем, что такое давление, потому что оно будет равно состоянию 1, а это означает, что нам нужно только узнать, что такое энтропия.Мы делаем это, определяя качество хладагента. Итак, какая часть жидкости или пара у нас есть.
Для этого мы возвращаемся к таблицам насыщенных хладагентов. Прокручиваем вниз, пока не найдем строку 320 кПа. Затем мы хотим скопировать энтропию, энтальпию, температуру и давление как для насыщенной жидкости, так и для паров. Вставьте их в Excel, будет проще.
Находим качество по приведенной выше формуле. Я уже ввел значения. X — качество, H — энтальпия.У нас уже есть значение h5, потому что оно было равно энтальпии в точке 3. Мы также знаем, что такое HF и HG, потому что они у нас есть здесь, на столе. HF — насыщенная жидкость, а HG — значение насыщенного пара.
Когда мы опустим числа в формулу, вы увидите, что это десятичная дробь, потому что это соотношение, которое составляет примерно 32%.
Теперь мы используем это значение, чтобы вычислить, какой будет энтропия в состоянии 4, и мы делаем это, используя формулу ниже.
Таким образом,S4 составляет 0,4436 килоджоулей на килограмм на Кельвин.
Вот и проработаны все свойства хладагента.
Работа компрессора
Разберемся, какой объем работы проделал компрессор. Мы можем сделать это, используя следующую формулу.
Для этого мы используем энтальпию состояния 2 и состояния 1 и массовый расход хладагента. Из формулы мы видим, что компрессор производит работу в системе 82,29 киловатт.
Охлаждающая нагрузка испарителя
Мы также можем рассчитать охлаждающую нагрузку на испаритель, используя приведенную ниже формулу.
Это почти та же формула. Мы просто используем энтальпию из точки 1 и энтальпию из точки 3. Используя это, мы видим, что это обеспечивает 402 киловатта охлаждения.
Отвод тепла конденсатора
Мы также можем рассчитать отвод тепла конденсатором, что можно увидеть по формуле ниже.
Опять же, очень простая и похожая формула.Мы видим, что конденсатор отказывает 485 киловатт.
Обратите внимание, что это выше, чем предусмотренное охлаждение, и это потому, что нам также необходимо избавиться от тепла, производимого компрессором. Так что вы можете сложить их вместе, чтобы проверить правильность ваших пальцев.
Если они не равны, значит, вы сделали что-то не так, и вам нужно вернуться назад и просто просмотреть некоторые из ваших цифр.
Коэффициент полезного действия
Мы можем рассчитать эффективность системы или коэффициент полезного действия, используя приведенную ниже формулу.
Эта формула очень проста, это просто соотношение работы к работе. В этом примере наша система имеет коэффициент производительности 4,89. Это означает, что на каждый вложенный киловатт электроэнергии вы получите 4,89 киловатта охлаждения, что очень эффективно.
Вот все наши свойства для системы.
Если вы хотите рассчитать температуру воздуха, выходящего из испарителя, вы можете следовать этому руководству здесь .
2.972 Как работает система компрессионного охлаждения
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Уберите тепло из замкнутого пространства.
ПАРАМЕТР ДИЗАЙНА: Компрессионные холодильные системы.
ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА:
Хладагент, компрессор, расширительный клапан (устройство регулирования расхода), испаритель, конденсатор, трубы и трубки.
| Скематика сжатия Система охлаждения |
ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ / ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:
Хладагент проходит через компрессор, который повышает давление хладагент.Затем хладагент проходит через конденсатор, где он конденсируется из из пара в жидкую форму, выделяя тепло в процессе. Излучаемое тепло — вот что делает конденсатор «горячим на ощупь». После конденсатора хладагент проходит через расширительный клапан, где испытывает падение давления. Наконец, хладагент попадает в испаритель. Хладагент забирает тепло от испарителя, который вызывает испарение хладагента. Испаритель отбирает тепло из области, которая охлаждаться.Испаренный хладагент возвращается в компрессор для перезапуска цикла.
Подробнее:
Компрессор: Поршневой, роторный и центробежные компрессоры, наиболее популярные среди бытовых или коммерческих предприятий малой мощности охлаждение возвратно-поступательное. Поршневой компрессор похож на автомобильный двигатель. Поршень приводится в движение двигателем, чтобы «всасывать» и сжимать хладагент в баллоне.По мере того, как поршень опускается в цилиндр (увеличивая объема цилиндра), он «засасывает» хладагент из испарителя. В впускной клапан закрывается, когда давление хладагента внутри цилиндра достигает давление в испарителе. Когда поршень достигает точки максимального падения смещения, он сжимает хладагент при движении вверх. Хладагент выталкивается через выпускной клапан в конденсатор. Как впускной, так и выпускной клапаны спроектирован так, чтобы поток хладагента проходил только в одном направлении через система.
| Схема компрессора (ремень Управляемый в этом случае) |
| Деталь клапана компрессора Функция |
| Компоненты компрессионного охлаждения в общежитии | Конденсатор: конденсатор отводит тепло, выделяемое при сжижении испаренного хладагента.Высокая температура испускается, когда температура падает до температуры конденсации. Затем еще тепла (в частности, скрытая теплота конденсации) выделяется при сжижении хладагента. Существуют конденсаторы с воздушным и водяным охлаждением, названные в честь их конденсирующей среды. В более популярным является конденсатор с воздушным охлаждением. Конденсаторы состоят из трубок с внешним плавники. Хладагент проходит через конденсатор. Чтобы отвести как можно больше тепла возможно, трубы расположены так, чтобы максимально увеличить площадь поверхности.Вентиляторы часто используются для увеличения поток воздуха, нагнетая воздух по поверхностям, тем самым увеличивая способность конденсатора к выделять тепло. |
Испаритель: Это часть холодильного оборудования. система, которая осуществляет фактическое охлаждение. Поскольку его функция заключается в поглощении тепла в система охлаждения (откуда она вам не нужна), испаритель помещается в охлаждаемую зону. Хладагент впускается и измеряется устройство управления потоком и, в конечном итоге, попадает в компрессор.Испаритель состоит из оребренных трубок, которая поглощает тепло из воздуха, продуваемого вентилятором через змеевик. Плавники и трубки изготовлены из металлов с высокой теплопроводностью для максимальной теплопередачи. В хладагент испаряется из-за тепла, которое он поглощает в испарителе.
Устройство регулирования расхода (расширительный клапан): Это контролирует поток жидкого хладагента в испаритель. Устройства управления обычно термостатические, что означает, что они реагируют на температуру хладагента.
ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:
Все переменные выражены в единицах на единицу массы.
| Переменная | Описание | Метрическая единица | Английские единицы |
| h 1 , h 2 , h 3 , h 4 , h i | Энтальпии на этапах i | кДж / кг | БТЕ / фунт |
| q дюйм | Тепло в систему | кДж / кг | БТЕ / фунт |
| q из | Тепло вне системы | кДж / кг | БТЕ / фунт |
| работа | работа в системе | кДж / кг | БТЕ / фунт |
| b | коэффициент полезного действия | – | – |
Термодинамика
От ступени 1 до ступени 2 энтальпия хладагента остается примерно постоянной, таким образом,
ч 1 ~ ч 2 .
От ступени 2 до ступени 3 в систему подается тепло, таким образом,
q дюйм = h 3 — h 2 = h 3 — h 1 .
От ступени 3 до ступени 4 работа включается в компрессор, таким образом,
работа = h 4 — h 3 .
От ступени 4 к ступени 1 тепло отводится через конденсатор, таким образом,
q из = h 4 — h 1 .
Коэффициент полезного действия описывает эффективность испарителя. поглощать тепло по отношению к выполненной работе, таким образом,
b = эффект охлаждения / потребляемая работа = q дюйм / работа = (h 3 — h 1 ) / (h 4 — h 3 ).
ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА:
Теплопередача зависит от свойств хладагента. Разные Очевидно, что хладагенты будут иметь разные значения энтальпии для данного состояния.В деле с одним конкретным хладагентом значения энтальпии зависят от температуры и давления в теплых и холодных регионах. Окружающая Температура влияет на то, насколько хорошо холодильная система может охлаждать замкнутую область. Понятно, что если наружная температура очень высокая (т.е. намного выше комнатная температура), система может не так успешно снизить температуру замкнутой области, как при комнатной температуре.
УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:
Не отправлено
ГДЕ НАЙТИ КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ:
Холодильники и кондиционеры.
ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:
Моран, Майкл Дж. И Шапиро, Хоавард Н., Основы инженерии Термодинамика, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1992.
Лэнгли, Билли С., Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха, Рестон, Вирджиния: Reston Publishing Company, Inc., 1982 г.
Холодильная система — обзор
11.3 Безопасность под давлением и локализация
Холодильные системы содержат жидкость под давлением, поэтому необходимо соблюдать определенные стандарты безопасности и законодательные требования.Согласно Европейской директиве по оборудованию, работающему под давлением (PED), и Правилам Великобритании по оборудованию, работающему под давлением, основные обязанности возлагаются на пользователя / владельца системы. Они представляют собой четкое и практичное средство законодательного закрепления безопасных методов работы в холодильной технике. Ответственные подрядчики и пользователи всегда будут использовать такие безопасные процедуры. В дополнение к самим правилам, HSE опубликовал «Безопасность систем давления — Утвержденный свод правил», который является ясным и полезным. Правила распространяются на парокомпрессионные холодильные системы, включающие приводные двигатели компрессора, включая резервные двигатели компрессора, общая установленная мощность которых превышает 25 кВт.
Заводское оборудование будет сконструировано в соответствии с применимыми стандартами и перед отправкой будет испытано под давлением на предмет безопасности и герметичности. В случае сомнений следует запрашивать сертификат испытаний для всех таких предметов. В соответствии с PED сосуды, включая компрессоры, подразделяются на категории в зависимости от хладагента и объема. Те, которые попадают в определенные категории, будут иметь маркировку CE, а для меньших, не относящихся к категории, заявление о надлежащей инженерной практике можно получить у производителя.
Для работы с хладагентами необходимо иметь Сертификат безопасного обращения с хладагентами. Это можно получить на коротких курсах обучения. Инженеры по техническому обслуживанию должны быть в курсе процедур безопасности и требований к обучению.
Собранные на месте трубопроводы после завершения должны быть испытаны давлением на безопасность и герметичность. Испытание под давлением следует проводить в соответствии с действующим стандартом безопасности BS EN378. Требование испытательного давления зависит от категории согласно PED 97/23 / EC, в настоящее время между 1.1 и 1,43 максимального допустимого давления, PS. Своды правил Института холода содержат рекомендации.
Компоненты заводского изготовления и сосуды под давлением, которые уже прошли испытания, не должны подвергаться повторным испытаниям, если только они не являются частью цепи, которую нельзя изолировать, когда испытательное давление не должно превышать исходное значение. Гидравлическое испытание на месте считается ненужным из-за чрезвычайных трудностей с удалением испытательной жидкости после этого. Однако всегда следует понимать, что испытания на месте с использованием газов — потенциально опасный процесс, и его следует руководствоваться соображениями безопасности.В частности, персонал должен быть эвакуирован из зоны, а сам испытательный персонал должен быть защищен от взрыва, который может произойти, если взорвется сосуд высокого давления.
Системы должны испытываться под давлением с использованием сухого (бескислородного) азота (OFN) или азота высокой чистоты. Азот используется из стандартных баллонов под давлением около 200 бар, и всегда необходимо использовать соответствующий редукционный клапан, чтобы получить требуемое испытательное давление. Для проверки испытательного давления используется отдельный манометр, так как на редукционный клапан будет влиять поток газа.
Если тестируется сторона высокого давления, сторона низкого давления должна быть сброшена в атмосферу на случай, если между ними возникнет утечка, которая может создать избыточное давление на стороне низкого давления. Может потребоваться снять предохранительные клапаны. Другие клапаны в контуре должны быть открыты или закрыты по мере необходимости для получения испытательного давления. Сервоприводные клапаны не открываются в «мертвом» контуре и должны открываться механически.
Испытательное давление должно поддерживаться не менее 15 мин.Если давление существенно не снизилось за этот период, азот медленно сбрасывается до тех пор, пока давление в системе не снизится до давления испытания под давлением (испытания на герметичность). Чтобы определить, есть ли утечки, новое оборудование можно оставить под давлением при испытании на герметичность в течение ночи или на более длительные периоды, и любое падение давления должно быть отмечено. Давление будет меняться с температурой, и это необходимо учитывать. Другой вариант — оставить оборудование на некоторое время под вакуумом. Традиционный способ поиска утечек — использовать мыльную воду.Многие недооценивают его, но для поиска утечек это, пожалуй, самый эффективный метод. Его можно использовать для поиска очень небольших утечек. Все утечки необходимо устранить до ввода оборудования в эксплуатацию. Электронные детекторы утечки следует проверять на их пригодность для различных хладагентов. Важно использовать детектор достаточной чувствительности; он должен быть способен обнаруживать утечку 5 г / год.
Следует делать ссылку на свод правил и инструкции, опубликованные Институтом холода (см. Библиографию).Проверка на герметичность описана в главе «Ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание».
Как работает холодильник (холодильник)?
Проще говоря, холодильник или холодильник работает в три этапа:
- Холодный хладагент проходит вокруг продуктов, хранящихся внутри холодильника.
- Хладагент поглощает тепло от продуктов.
- Хладагент передает поглощенное тепло в относительно более прохладную окружающую среду снаружи.
Большинство людей не знают, что делать без холодильника, так как есть несколько вещей, которые могут успокоить их пересохшее горло так, как стакан охлажденной воды.
Несмотря на то, что в древние времена люди использовали методы для обеспечения себя холодной водой, это, конечно, было не так просто, как открыть дверь дома и взять бутылку с ледяной водой. Даже если бы они могли напоить холодной водой, им определенно нечем было сохранить пищу свежей в течение нескольких дней или даже недель.
К счастью, у нас есть маленькая вещь, которая делает все это за нас — холодильник!
В этой статье мы рассмотрим науку о холодильнике, в частности, о различных частях холодильника и о том, как они на самом деле работают вместе, чтобы сохранить нашу пищу в течение более длительных периодов времени.
Принцип работы холодильника
Принцип охлаждения и охлаждения очень прост: он заключается в отводе тепла из одной области и отведении ее в другой.Когда вы пропускаете низкотемпературную жидкость рядом с объектами, которые хотите охладить, тепло от этих объектов передается жидкости, которая испаряется и забирает тепло в процессе.
Возможно, вы уже знаете, что газы нагреваются, когда вы их сжимаете, и охлаждаются, когда они расширяются. Вот почему велосипедный насос кажется теплым, когда вы накачиваете им воздух в шину, а распыленные духи кажутся холодными.
Аэрозольный освежитель воздуха кажется холодным на ощупь, потому что газ внезапно расширяется, что снижает его температуру.(Фото: Pixabay)
Склонность газов к нагреванию, когда они сжимаются, и холодным, когда они расширяются, наряду с помощью некоторых усовершенствованных устройств, помогает холодильнику охладить хранящиеся в нем вещества.
Детали холодильника
Холодильник состоит из нескольких ключевых компонентов, которые играют решающую роль в процессе охлаждения:
Расширительный клапан
Расширительный клапан, также называемый устройством управления потоком, регулирует поток жидкого хладагента. (также известный как «охлаждающая жидкость») в испаритель.На самом деле это очень маленькое устройство, чувствительное к изменениям температуры хладагента.
Компрессор
Компрессор состоит из двигателя, который «всасывает» хладагент из испарителя и сжимает его в цилиндре для получения горячего газа под высоким давлением.
Так выглядит компрессор стандартного холодильника. (Фото: Wikipedia Commons)
Испаритель
Эта часть охлаждает материал, хранящийся в холодильнике. Он состоит из оребренных трубок (изготовленных из металлов с высокой теплопроводностью для максимальной теплопередачи), которые поглощают тепло, передающееся через змеевик вентилятором.Испаритель поглощает тепло от находящегося внутри материала, и в результате этого тепла жидкий хладагент превращается в пар.
Конденсатор
Конденсатор состоит из спирального набора трубок с внешними ребрами и расположен в задней части холодильника. Он помогает в сжижении газообразного хладагента, поглощая его тепло и впоследствии выбрасывая его в окружающую среду
Змеевики конденсатора
По мере удаления тепла от хладагента его температура падает до температуры конденсации, и он меняет свое состояние с пара на жидкость.
Хладагенты
Также называемая хладагентом, это жидкость, которая поддерживает цикл охлаждения. Фактически, это специально разработанное химическое вещество, способное чередоваться между горячим газом и холодной жидкостью.
В 20 веке фторуглероды, особенно CFC, были обычным выбором в качестве хладагентов. Однако их заменяют более экологичные хладагенты, такие как аммиак, R-290, R-600A и т. Д.
Функция холодильника: как работает холодильник?
Хладагент, который теперь находится в жидком состоянии, проходит через расширительный клапан и превращается в холодный газ из-за внезапного падения давления.
Когда холодный газообразный хладагент проходит через холодильный шкаф, он поглощает тепло от продуктов внутри холодильника. Хладагент, который теперь представляет собой газ, поступает в компрессор, который всасывает его внутрь и сжимает молекулы, превращая его в горячий газ под высоким давлением.
Статьи по теме
Статьи по теме
Теперь этот газ транспортируется к змеевикам конденсатора (тонким трубкам радиатора), расположенным в задней части холодильника, где змеевики помогают рассеивать его тепло, так что он становится достаточно холодным, чтобы конденсироваться и превращаться обратно в жидкую фазу.Поскольку тепло, собираемое продуктами питания, передается в окружающую среду через конденсатор, оно кажется горячим на ощупь.
После конденсатора жидкий хладагент возвращается к расширительному клапану, где он испытывает падение давления и снова становится холодным газом.
Затем он поглощает тепло от содержимого холодильника, и весь цикл повторяется.
Четыре компонента основного цикла охлаждения
Мы все были там.Вы заходите внутрь в жаркий день, и вас милостиво встречает стена прохладного воздуха. Что ж, вам нужно поблагодарить цикл охлаждения за это облегчение. Несмотря на то, что существуют десятки методов нагрева и охлаждения, основная функция остается той же и используется в той или иной форме в бесчисленных отраслях и процессах. Но как это работает? Этот пост ответит на этот вопрос, описав основные компоненты стандартного холодильного контура и функции каждого из них.
Проще говоря, задача холодильного цикла — поглощение тепла и отвод тепла.Любой инструктор по HVAC скажет вам (решительно), что нельзя сделать холодом, а можно просто отвести от тепла. Холодильный цикл, также называемый циклом теплового насоса, — это средство отвода тепла от области, которую вы хотите охладить. Это достигается путем управления давлением рабочего хладагента (воздуха, воды, синтетических хладагентов и т. Д.) Посредством цикла сжатия и расширения.
Не оставайтесь незамеченными, когда речь идет об информации о теплопередаче. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.
Конечно, это не полная картина, но основная идея. Теперь перейдем к оборудованию, которое помогает выполнять эту работу. В большинстве циклов, безусловно, есть и другие компоненты, но большинство согласятся, что четыре основных элемента базового цикла следующие:
Компрессор
Компрессия — это первая стадия холодильного цикла, а компрессор — это часть оборудования, которая увеличивает давление рабочего газа.Хладагент входит в компрессор в виде газа низкого давления и низкой температуры и выходит из компрессора в виде газа высокого давления и высокой температуры.
Типы компрессоров
Компрессия может быть достигнута с помощью ряда различных механических процессов, поэтому сегодня в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и холодоснабжения используются несколько конструкций компрессоров. Существуют и другие примеры, но некоторые популярные варианты:
1. Компрессоры поршневые
2. Спиральные компрессоры
3.Ротационные компрессоры
Конденсатор
Конденсатор или змеевик конденсатора — это один из двух типов теплообменников, используемых в основном холодильном контуре. Этот компонент поставляется с высокотемпературным парообразным хладагентом под высоким давлением, выходящим из компрессора. Конденсатор отводит тепло от паров горячего пара хладагента до тех пор, пока они не перейдут в насыщенное жидкое состояние, также известное как конденсация.
После конденсации хладагент представляет собой жидкость под высоким давлением и низкой температурой, после чего он направляется к расширительному устройству контура.
Устройство расширения
Эти компоненты бывают разных конструкций. Популярные конфигурации включают фиксированные отверстия, термостатические расширительные клапаны (TXV) или тепловые расширительные клапаны (на фото выше), а также более совершенные электронные расширительные клапаны (EEV). Но независимо от конфигурации, работа расширительного устройства системы одинакова — создавать падение давления после того, как хладагент покидает конденсатор. Это падение давления приведет к быстрому кипению части этого хладагента, создавая двухфазную смесь.
Это быстрое изменение фазы называется миганием , , и оно помогает подключиться к следующему элементу оборудования в цепи, испарителю , для выполнения его предполагаемой функции.
Испаритель
Испаритель является вторым теплообменником в стандартном холодильном контуре и, как и конденсатор, назван в честь его основной функции. Он служит «бизнес-концом» холодильного цикла, учитывая, что он выполняет то, что мы ожидаем от кондиционера, — поглощает тепло.
Это происходит, когда хладагент входит в испаритель в виде низкотемпературной жидкости под низким давлением, и вентилятор нагнетает воздух через ребра испарителя, охлаждая воздух, поглощая тепло из рассматриваемого пространства в хладагент.
После этого хладагент отправляется обратно в компрессор, где процесс возобновляется. Вот как вкратце работает холодильный контур. Если у вас есть вопросы о холодильном цикле или его компонентах, а также о том, как они работают, позвоните нам.Мы помогаем клиентам получить максимальную отдачу от их климатического и холодильного оборудования на протяжении почти 100 лет.
Не оставайтесь незамеченными, когда речь идет об информации о теплопередаче. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.
Как работает холодильный компрессор
Компрессор — это сердце холодильной системы.Компрессор действует как насос, перемещающий хладагент по системе. Датчики температуры запускают работу компрессора. Системы охлаждения охлаждают объекты посредством повторяющихся циклов охлаждения.
Прежде чем мы продолжим, вот несколько терминов, которые вам следует знать.
1. Компрессор: Компрессор — это насос, обеспечивающий поток хладагента. Компрессор работает за счет увеличения давления и температуры испаренного хладагента. Существуют различные типы компрессоров для холодильного оборудования.Поршневые, ротационные и центробежные компрессоры являются наиболее распространенными среди холодильных установок.
2. Конденсатор: Конденсатор представляет собой набор спиральных труб. В домашнем холодильнике вы найдете компрессор на задней стороне прибора. Конденсатор охлаждает испарившийся хладагент, превращая его обратно в жидкость.
3. Испаритель: Испаритель является охлаждающим элементом холодильной системы. Он поглощает тепло от содержимого охлаждающего устройства.В бытовом холодильнике испаритель находится в морозильной камере.
4. Расширительный клапан: Это устройство регулирует поток жидкого хладагента. Расширительный клапан термостатический. Он реагирует на установленную вами температуру.
Цикл охлаждения
Хладагент течет из змеевика испарителя через компрессор. Этот поток повышает давление охлаждающей жидкости. Затем испарившийся хладагент поступает в конденсатор, где превращается в жидкость.Когда хладагент конденсируется в жидкость, он выделяет тепло. Это объясняет, почему конденсатор относительно горячий при прикосновении к нему.
Из конденсатора хладагент течет к расширительному клапану. Падение давления в расширительном клапане. От расширительного клапана хладагент поступает в испаритель. Жидкий хладагент забирает тепло из окружающей среды испарителя. Это тепло испаряет жидкий хладагент.
Испаренный хладагент возвращается в компрессор, где цикл продолжается.
Как работают разные компрессоры
1. Поршневой компрессор
Этот компрессор использует возвратно-поступательное движение поршня для сжатия испарившегося хладагента. Другое название поршневого компрессора — поршневой компрессор. Этот компрессор состоит из двигателя, коленчатого вала и нескольких поршней.
Двигатель вращает коленчатый вал, который затем толкает поршни.
При каждом обороте коленчатого вала совершаются действия: всасывание, сжатие и нагнетание.Все эти действия идут по порядку. В результате вытеснение газа прерывистое и вызывает вибрацию.
Поршневые компрессоры одностороннего действия — это компрессоры, в которых хладагент действует с одной стороны. В компрессорах двойного действия хладагент действует с двух сторон поршня.
Типы компрессоров одностороннего действия включают;
- Компрессоры открытого типа
- Обслуживаемые полугерметичные компрессоры
- Полугерметичные компрессоры с болтовым креплением
- Сварные герметичные компрессоры
Эти поршневые компрессоры бывают для низких, средних и высоких рабочих температур.Вы найдете поршневые компрессоры в бытовых холодильниках и морозильниках (сварные герметичные компрессоры). В коммерческих системах охлаждения и кондиционирования бывают полугерметичные и герметичные сварные компрессоры.
2. Роторно-пластинчатый компрессор
Лопатка разделяет цилиндр на всасывающую и нагнетательную секции. Поршни вращаются для увеличения и уменьшения объемов секций. Непрерывное вращение обеспечивает всасывание, сжатие и выпуск газа.
Работа пластинчато-роторного компрессора включает пять действий.Эти действия: начало, всасывание, сжатие, нагнетание, затем конец. Каждое вращение коленчатого вала выполняет все эти пять действий.
Пластинчато-роторные компрессоры можно найти в бытовых холодильных установках и кондиционерах. Они также используются в тепловых насосах.
3. Винтовой компрессор
В этом компрессоре используются винтовые роторы для сжатия больших объемов хладагента. Сжатие включает двигатель, а также охватываемый и охватывающий роторы.
Двигатель вращает охватываемый ротор через коленчатый вал.Рабочий ротор перемещает охватывающий ротор, когда роторы сцепляются друг с другом.
Зацепляющиеся роторы выталкивают хладагент через всасывающий патрубок компрессора. Сжатый хладагент выходит через выпускное отверстие под более высоким давлением.
Винтовой компрессор конкурирует с большими поршневыми и маленькими центробежными компрессорами. Винтовые компрессоры можно найти в коммерческих и промышленных системах охлаждения и кондиционирования воздуха.
4. Центробежный компрессор
Другое название центробежного компрессора — турбо или радиальный компрессор.Эта машина сжимает хладагент кинетической энергией через вращающиеся колеса. При вращении крыльчатки они проталкивают хладагент через впускную лопатку. Чем выше частота вращения крыльчатки, тем выше давление.
Затем хладагент высокого давления проходит через диффузор. В диффузоре газовый объем хладагента увеличивается при уменьшении скорости. Центробежные компрессоры преобразуют кинетическую энергию высокоскоростного хладагента под низким давлением. В результате получается низкоскоростной газ под высоким давлением.
Центробежные компрессоры подходят для больших систем охлаждения. Центробежный компрессор является фаворитом среди коммерческих и промышленных холодильных систем.
Принцип действия различных компрессоров делает их пригодными для некоторых применений. Конструкция также может сделать компрессор непригодным для других целей. Такие атрибуты, как охлаждающая способность, цена, эффективность и надежность, являются ключевыми факторами, которые следует учитывать.
Компрессор играет центральную роль в холодильной технике, и вы должны знать и понимать, как он работает.В Compressors Unlimited у нас есть огромный запас модернизированных компрессоров для вашего коммерческого холодильного оборудования.
Руководство по проектированию, теории работы и основным компонентам HVAC
HVAC означает «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Это система здания, которая регулирует внутреннюю температуру здания, а в некоторых системах также качество воздуха. Принципы проектирования HVAC включают базовую теорию работы системы и факторы, определяющие размер и мощность оборудования, установленного в системе.Когда вы поймете основы, вам будет предоставлена информация о различных типах систем кондиционирования воздуха. Следующим шагом является изучение различных компонентов, составляющих систему HVAC. Например, часть системы кондиционирования воздуха в системе HVAC требует хладагента для охлаждения воздуха внутри здания, поэтому мы подробно обсудим различные хладагенты, которые можно найти в системах кондиционирования воздуха. Наконец, вы узнаете о деталях установки системы HVAC, включая размещение компрессорных и конденсаторных агрегатов, а также теплообменников, зон и элементов управления.
Основные принципы проектирования, эксплуатации и определения требований к мощности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Здесь приведены информационные ресурсы, касающиеся основ проектирования и эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При обновлении существующей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или при подготовке к строительству новой системы в жилом или коммерческом здании одним из наиболее важных соображений при проектировании является правильный расчет нагрузок на отопление и охлаждение, которые система будет поддерживать. Эти расчеты подробно описаны в статьях ниже, а также приведены примеры расчетов, которые помогут вам достичь наиболее полного понимания того, как правильно проводить расчеты.Прочитав этот раздел, вы получите знания и инструменты, необходимые для принятия правильных решений по проектированию системы HAVC.
Основы HVAC
Важность проектирования HVAC
Факторы, влияющие на проектирование HVAC и расчет тепловой нагрузки
Что такое отопительные и вентиляционные нагрузки?
Обследование жилого дома для расчета тепловой нагрузки
Форма оценки тепловой нагрузки в жилых помещениях: упрощение расчетов тепловой нагрузки
Что такое психрометрическая диаграмма? Компоненты психрометрической диаграммы?
Психрометрические процессы: ощутимое охлаждение и ощутимое нагревание воздуха
Программа AutoCAD HVAC для расчета и расчета тепловой нагрузки
Выбор кондиционера с окном правильного размера
Руководство по выбору кондиционера для дома или Офис
Предварительный проект теплообменника — участие в расчетах
Различные методы отвода тепла в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Кондиционеры — не единственные системы, доступные в HVAC для отвода тепла из окружающей среды здания.Тепловой насос похож на систему кондиционирования воздуха, но имеет некоторые существенные отличия и преимущества. Эти различия подробно обсуждаются, чтобы вы могли сделать выбор между ними, и просто чтобы вы понимали, что это за два типа систем. При проектировании всей системы HVAC можно использовать большое разнообразие типов систем кондиционирования воздуха. Типы систем, такие как кондиционеры прямого расширения, кондиционеры с охлажденной водой, сплит-системы и оконные кондиционеры, подробно описаны в источниках, на которые имеется ссылка ниже.Прочитав этот раздел, вы получите более полное представление о различных типах систем охлаждения, доступных для систем HVAC.
Различия между тепловым насосом и кондиционером
Типы систем кондиционирования воздуха
Преимущества и недостатки абсорбционного охлаждения над парокомпрессионными системами охлаждения
Типы систем кондиционирования
Установки центрального кондиционированияТип центрального кондиционирования воздуха с прямым расширением (DX)
Системы центрального кондиционирования с водяным охлаждением
Сплит-система кондиционирования воздуха
Методы отвода тепла
Компоненты системы HVAC
Есть два основных компонента системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Эти две части — это кондиционер, система нагрева и охлаждения и теплообменник. В большинстве случаев источником тепла является какой-либо тип печи. В системе кондиционирования воздуха система охлаждения состоит из ряда уникальных подкомпонентов. В упомянутых ниже статьях описаны и объяснены различные компоненты системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Вы также найдете описание компонентов сплит-системы кондиционирования воздуха.
Испарители для систем охлаждения и кондиционирования воздуха
Введение в компрессоры
Конструкция теплообменника
Ребристый теплообменник обеспечивает хорошую эффективность теплообменника и теплообменник Основные принципы теплообменника
Конструкция
Типы теплообменников и их использование в повседневной жизни
Типы теплообменников, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Испарители для систем охлаждения и кондиционирования воздуха
Дроссельные клапаны или расширительные клапаны Системы охлаждения и кондиционирования воздуха
Термостатический расширительный клапан или TEV
Расширительный клапан постоянного давления или автоматический расширительный клапан
Капиллярная трубка для систем охлаждения и кондиционирования воздуха
Назначение и типы конденсаторов в системах кондиционирования воздуха
Компрессоры и система управления производительностью в блочных кондиционерах
Установки кондиционирования воздуха или фанкойлы
Части сплит-кондиционеров: Наружный блок
Части сплит-кондиционера: настенный внутренний блок
Монтируемые кондиционеры — типы комплектных кондиционеров
Части оконных кондиционеров: часть первая
Части оконных кондиционеров: часть вторая
Введение в воздушные печи
Компоненты системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Объяснение хладагентов
Большинство кондиционеров работают по принципу сжатия и расширения газа.Этот газ известен в индустрии кондиционирования воздуха и охлаждения как хладагент. Когда этот хладагент сжимается, он становится довольно холодным. Затем этот хладагент впрыскивается в теплообменник с помощью расширительного клапана. На протяжении многих лет в кондиционерах использовалось четыре основных хладагента. В качестве хладагента в основном использовался R-12, хотя его использование для R-34a постепенно прекращается. Подробно описаны все различные хладагенты с особым учетом R-12 как предпочтительного хладагента в течение ряда лет.
Что такое хладагенты? История хладагентов
Свойства идеальных хладагентов, используемых в цикле сжатия пара
Выбор хладагентов
Свойства хладагента R11 или фреона 11 и его заменителей
Хладагент R12: свойства, преимущества и недостатки
Замена хладагента R12
Альтернативные хладагенты для R22
Хладагент R134a Свойства и замена для R12
Установка системы кондиционирования воздуха
Система HVAC с компонентами, которые неправильно установлены или установлены невыгодным образом это тот, который плохо спроектирован.Максимальный поток воздуха через теплообменник обеспечивает максимальную теплопередачу и максимальную эффективность системы. Неправильно установленная система отопления, вентиляции и кондиционирования также снижает эффективность системы. Размещение термостата слишком близко, например, к выпускному или обратному воздуховоду, также снизит эффективность. Как установка влияет на конструкцию системы HVAC, будет подробно рассмотрено ниже. Также кратко обсуждаются проблемы безопасности и долговечности.
Установка разделенных кондиционеров: выбор места для внутреннего и наружного блоков
Схемы потока теплообменника
Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: что такое зона? Часть -1
Система ОВКВ: Зоны и проектирование зональной системы — Часть 2
Система ОВКВ: Соображения при проектировании зонирования — Часть-3
Звукоизоляция каналов кондиционирования воздуха
Как установить УФ Освещение в кондиционере
Прекращение конденсации в кондиционере
Устройства безопасности в установках кондиционирования воздуха и охлаждения
Органы управления, используемые в системах кондиционирования: термостаты, гигростаты и аэростаты
83.