659

По результатам расчетов и по справочным данным подбирается потребный компрессор.

2.5. Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры относятся к разряду компрессоров объемного действия, в которых процесс сжатия и перемещения паровхладагента(газа)происходит взамкнутомпространствеза счет изменения их объема. В поршневых компрессорах таким пространством является объемцилиндра, а органом, воздействующим на пары хладагента с целью их сжатия и перемещения, — поршень.

Так, в одноступенчатом компрессоре (рис. 2.3) цилиндр 3 с одной стороны закрыт крышкой, в которой расположены всасывающий 1 и нагнетательный 2 клапаны. При движении поршня 4 вправо пар всасывается, а при движении влево — сжимается и выпускается через нагнетательный клапан.

Поршневые компрессоры разнообразны по типу узлов и деталей, виду кинематической схемы, расположению цилиндров и многим другим признакам. Их подразделяют по сжимаемым в них хладагентам на аммиачные, фреоновые (хладоновые) и универсальные; по величине холодопроизводительности — на мелкие (до 14 кВт), средние (14…105 кВт), крупные (свыше

41

105 кВт); по числу степеней сжатия — на одно- и многоступенчатые (число степеней обычно не превышает семи); по числу цилиндров — на одно-, двух- и многоступенчатые (до 16 цилиндров); по числу рядов, в которых располагаются цилиндры, — на одно-,двух- имногорядные; в зависимостиот кинематической схемы и расположения цилиндров в плоскости — на горизонтальные, вертикальные, угловые, V-, W-, VV-образные, крестообразные, звездообразные; по направлению движения хладагента — прямоточные, в которых он проходит по цилиндру только

которых сжатие пара осуществляется одной стороной поршня (простого действия), и двойного действия, в которых пар сжимается обоими сторонами поршня; по типу кривошипно-шатунного механизма

—на крейцкопфные(двойногодействия)сползуномибескрейцкопфные (простого действия); по конструкционному выполнению цилиндров и картера — на разъемные (блок цилиндров и картервыполненыотдельно)иблок-картерные(блокцилиндров и картер выполнены в виде одного изделия); по конструкции уплотнения картера — на сальниковые, бессальниковые, герметичные и др.; по типу привода — с электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания.

В обозначения марок компрессоров входят буквы, обозначающие хладагент, на котором работает компрессор, число цилиндров и их расположение, конструкции для уплотнения картера, число степеней сжатия, температурный режим работы.

Хладагент в марке обозначается начальной буквой: аммиак — А, фреон (хладон) — Ф. Расположение и число цилиндров показывают буквами: В — вертикальный, У — У-образный, УУ —веерообразный,БС—бессальниковый,Г—герметичный,

42

О — оппозитный. Цифры после букв обозначают холодопроизводительность вкВт.ЕслиотсутствуютбуквыГиБС,этозначит, что компрессор — открытый сальниковый. Двухступенчатый компрессор обозначают буквой Д (если буква отсутствует — одноступенчатый).

В настоящее время наиболее распространенными являются аммиачныеифреоновые (хладоновые),одноступенчатые идвухступенчатые, бескрейцкопфные, сальниковые и бессальниковые поршневые компрессоры простого действия, вертикальные и У

— образные, прямоточные и непрямоточные.

Технические характеристики основных марок отечественных холодильниковых компрессоров приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Технические характеристики основных марок поршневых компрессоров

43

2.6. Хладагенты и хладоносители

Вещество, применяемое в качестве рабочего тела при осуществлении холодильных циклов, называется холодильным аген-

том (хладагентом).

В рассольных системах охлаждения используется промежуточный хладоноситель, охлаждаемый в испарителях при кипении хладагента и охлаждающий воздух холодильной камеры (за счет циркуляции в рассольных батареях).

2.6.1. Хладагент

Хладагенты должныудовлетворятьопределеннымтребованиям: это безвредность для здоровья человека; достаточно низкие температура кипения при нормальном атмосферном давлении (во избежание засоса воздуха в систему при работе холодильной машины); невысокое давление конденсации при обычных температурах охлаждающей воды; низкая температура замерзания; максимально высокая критическая температура; максимально высокая теплота парообразования, массовая и объемная холодопроизводительность;минимальныйудельныйобъемприрабочих температурах и давлениях.

Крометого, хладагентыдолжныбытьневзрывоопасными ине воспламеняющимися в смеси с воздухом, нейтральными по отношению к металлам, хорошо растворять воду и иметь низкую стоимость. Ни один из существующих хладагентов этим требованиям полностью не удовлетворяет, но наиболее полно соответствуют аммиак и фреоны (хладоны).

Аммиак NH3 —бесцветный газс резким удушающим запахом, легче воздуха, вызывает раздражение слизистых оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Допустимая концентрация амми- акаввоздухепроизводственныхпомещений—неболее0,02 мг/л. В воде аммиак растворяется очень хорошо: в одном объеме воды при 15 °С растворяется 700 объемов аммиака и образуется нашатырный спирт, в масле растворяется слабо.

Аммиак пожаро- и взрывоопасен. Если в воздухе содержится свыше 11 % аммиака, начинается его горение; при содержании 16–26,8 % — возможен взрыв (наиболее сильный взрыв дает смесь воздуха с содержанием 22 % аммиака). В связи с этим при

44

обслуживании аммиачных холодильных установок необходимо строго соблюдать правила безопасности труда.

Фреоны (хладоны) — фтористые и хлористые производные предельных (насыщенных) углеводородов CnH2n+2, в частности метана и этана, полученные замещением атомов водорода атомами фтора, хлора, брома (CnHxFyClzBru). Они чрезвычайно многочисленны, чтопозволяетполучить широкий спектр ихсвойств.

Большое разнообразие и сложные названия фреонов вызвали необходимость обозначить их в условной системе: каждый хладагент в зависимости от его химической формулы имеет свое числовое обозначение, например: фреон-12 (дифтордихлорметан CF2Cl2), фреон-22 (дифтормонохлорметан CHF2Cl) и др.

При расчете и эксплуатации холодильных машин необходимо учитывать свойства холодильного агента, безопасные условия его использования. Эти сведения приведены в табл. 2.10—2.12.

Таблица 2.10

Основные физические свойства холодильных агентов

45

46

Окончание табл. 2.12

2.6.2. Хладоносители

Хладоносители подразделяются на жидкие и твердые. К жидкимотносятся водные растворы солей— рассолы иоднокомпонентные вещества, замерзающие при низких температурах (этиленгликоль, кремнийорганическая жидкость, хладон R30). Твердыехладоносители—этоэвтектическийлед,образующийся при криогидратной температуре, представляющий собой смесь льда и соли и имеющий постоянную температуру плавления.

Основные требования, предъявляемые к хладоносителям: низкая температуразамерзания,высокая теплоемкость,коррозионная стойкость.

В практике эксплуатации холодильных установок, когда нет необходимости в температурах ниже 0°C, в качестве хладоносителя используется вода (например, в установках для кондиционирования воздуха, для охлаждения молока и др.).

При отрицательных температурах в качестве хладоносителей используют водные растворы солей NaCl, MgCl2, CaCl2, концентрация которых должна соответствовать температурному режиму работы испарителя. Чем выше концентрация рассола, тем ниже его температура замерзания. Для каждого рассола существует самая низкая температура замерзания — криогидратная точка;придальнейшемувеличении концентрациирассолатемпература замерзания увеличивается. Физические свойства рассолов представлены в табл. 2.13.

47

При эксплуатации и расчете аппаратов холодильной машины необходимо учитывать характеристики соответствующих элементов машины, которые приведены в табл. 2.14, 2.15.

Таблица 2.14

Значения коэффициентов теплопередачи и удельной тепловой нагрузки конденсаторов

48

Таблица 2.15

Значения коэффициентов теплопередачи и удельного теплового потока испарителей

2.7. Холодильные сооружения. Теплоизоляционные материалы

Холодильные сооружения предназначены для охлаждения, заморозки и хранения скоропортящихся грузов. В помещениях (камерах)холодильниковпредусмотреныпостоянные,довольно низкие температуры (от +12 до –40 °C при большой относительной влажности 85–95 %).

Исходные данные для проектирования холодильных установок холодильников:

—расчетные параметры наружного воздуха (температура, влажность летом и зимой);

—нормативный коэффициент теплопередачи ограждения холодильника.

Для сравнения холодильников по емкости введено понятие «условная емкость», под которым понимается емкость, заполненная мороженым мясом, из расчета 0,35 т на 1 м3 грузового объема. При хранении в данном холодильнике (камере) другого продукта его емкость может оказаться больше или меньше условной.Для определения действительнойемкостикамер существуют нормы загрузки различными продуктами 1 м3 грузового объема. Чтобы облегчить пересчет условной емкости в действительную для данного продукта и обратно, пользуются коэффициентом пересчета.

49

После принятия решения о планировке определяют емкость холодильника. Порядок расчета следующий. Определяется грузовой объем:

где Е — емкость холодильника (камеры), т; qv — норма загрузки, т/м3, представлена в табл. 2.16.

Таблица 2.16

Нормы загрузки продуктов и коэффициент их пересчета на условную вместимость в холодильнике

50