НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Компрессор"

примерно в 2 раза меньше, что весьма существенно отражается на рабочих характеристиках компрессора.

Если от охлаждаемого объекта надо отводить очень много теплоты, то, скорее всего, выбор придется остановить на холодильной машине с винтовым или центробежным компрессором, которые в данном случае имеют преимущества перед поршневым компрессором.

В составе парокомпрессионных холодильных машин применяются компрессоры различных типов (их конструкции будут рассмотрены в следующих статьях).

Поршневые компрессоры имеют высокий холодильный коэффициент, однако для них характерна большая, чем для компрессоров других типов, вибрация и они менее надежны из-за наличия клапанов, которые гораздо чаще других детален выходят ,из строя.

Поршневые компрессоры очень хороши в холодильных машинах малой и средней холодопроизводи-тельности и чересчур громоздки, тяжелы н менее энергетически эффективны в машинах большой хо-лодопроиэводительности.

В последнее время начали широко использовать винтовые компрессоры, которые в области малых холодопроизводительностей пока не могут конкурировать с поршневыми по энергетической эффективности, но почти сравниваются с ними по этому показателю в области средних холодопроизводительностей.

Главное достоинство винтовых компрессоров — высокая надежность.

Это, а также компактность и незначительная вибрация обусловили широкое применение винтовых компрессоров вначале в судовых холодильных установках, а затем в установках разных отраслей народного хозяйства.

Винтовой компрессор работает энсфгетически эффективно в случае, если его внутренняя степень сжатия, неизменная из-за заданной геометрии рабочих органов, совпадает с отношением давлений конденсации и кипения pjpo в холодильном цикле.

Недавно появились конструкции винтовых компрессоров с изменяющейся внутренней степенью сжатия, а значит, и с возможностью автоматически подстраиваться под меняющиеся внешние условия с целью добиться наилучшей энергетической эффективности.

По мере совершенствования винтовые компрессоры постепенно будут заменить как поршневые.

так и до известного предела компрессоры 'центробежного типа.

Центробежные компрессоры, обслуживающие парокомпрес-сионные холодильные машины особенно большой холодопроизводи-тельности, не имеют конкурентов в своей области применения.

Однако весьма трудно добиться удовлетворительных показателей у центробежных компрессоров при не очень большой хо-лодопроизводителыюсти (менее -250 кВт).

Таким образом, в настоящее время в составе парокомпрес-сионных холодильных машин работают в основном поршневые, винтовые и центробежные компрессоры.

Например, ротационные многопластинчатые компрессоры — из-за больших энергетических потерь.

При этом требуемый диапазон холодопронзводи-телыюсти примерно до 200 кВт обеспечивается холодильными машинами с поршневыми компрессорами (пищевая промышленность, торговля, общественное питание, наземный" транспорт, сельское хозяйство, различные специализированные установки, бытовая техника), от 200 до 1400 кВт —с винтовыми компрессорами (морской и речной транспорт, нефтехими-лжи:ы,матческая, пищевая промышленность, кондиционирование воздуха, искусственные катки), более 1400 кВт — с центробежными компрессорами (нефтеперерабатывающая, химическая и газовая промышленность, кондиционирование воздуха и теплоснабжение).

Оптимальные области применения холодильных машин различных типов: a — при работе ни R7I7 (для центробежных на R717 и R2VO); I — в — парокомарессиои-ныс; J — одноступенчатые поршневые; 2 — одноступенчатые винтовые; 3 — центробежные; 4 — двухступенчатые на базе поршневых и винтовых поджимающих компрессоров; 5 — двухступенчатые на базе винтовых компрессоров; 6 — центробежные (потенциальная область применения на R290 и RI70); 7 — абсорбционные водоамиыачные;

6 — при работе на фреона»; / — одноступенчатые поршнеаые (R22); 2 — одноступенчатые винтовые (R22); 3 — центробежные (RI2 и RZ2); 4 — двухступенчатые на базе яоршие-вых и аиитовых поджимающих компрессоров (R22); S — двухступенчатые на базе винтовых коипрессоро» (R22); 6 —• каскадные на базе винтовых компрессоров (R22/RI3);

Поршневые компрессоры холодильных машин

Один из основных элементов (можно даже сказать: главный элемент) парокомпресснонной холодильной машины — компрессор.

Наиболее широкое распространение получили холодильные компрессоры четырех типов: поршневые, винтовые, ротационные и центробежные.

Первые три типа относят (2) к классу компрессоров объемного действия — сжатие пара в них происходит за счет уменьшения начального объема.

Центробежные относят к классу компрессоров динамического действия — хладагент непрерывно перемещается с большой скоростью через проточную часть компрессора, при этом кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную, а плотность хладагента повышается.

Поршневые компрессоры классифицируют также по различным конструктивным признакам: числу и расположению цилиндров, направлению движения пара внутри цилиндра, степени герметичности корпуса и др.

Поршневые компрессоры в настоящее время применяют почти исключительно в машинах малой и средней холодопроизводитель-ности.

Это — самый старый тип холодильных компрессоров, над совершенствованием конструкции которого инженеры и технологи в содружестве с учеными трудятся вот уже несколько десятилетий.

В результате у современного компрессора некоторые детали по классу точности и Чистоте обработки не уступают деталям часового механизма.

поршневого компрессора весьма прост.

В последнем случае всасываемый и сжимаемый пар проходит прямо от одного конца цилиндра к другому, поэтому такой компрессор называют прямоточным (рис.

Когда же оба клапана находятся рядом в крышке, поток пара делает поворот на 180 градусов, и такой компрессор называют непрямоточ-ным (рис.

Современные поршневые холодильные компрессоры конструируют исключительно по непрямоточной схеме.

Это объясняется тем, что у непрямоточных компрессоров, по сравнению с прямоточными, существенно короче < и, главное, легче поршень, что позволяет делать их более компактными и гораздо более высокооборотными.

Непрямоточиый поршневой холодильный компрессор: / — блок-картер; 2•-- всасывающий патрубок; 3 — блок цилиндров; 4 — крышка цилиндров; 5 — клапанная группа; С — нагнетательный патрубок; 7 •-- шатунно-поршншая группа; 8 — коленчатый вал; 9 — фильтр

Приметочный поршневой холодильный компрессор: / — блок-картер; 2 нодянян рубашка; 3 — крышка инлнндроп; 4 - — нагнетательный клапан; 5 — всасывающий клапан; 6 — ru.

Иногда в компрессорах малых холодильных машин применяют кривошипно-ку-лисный механизм (рис.

Бессальниковый холодильный компрессор: / — блок-картер; 2 — ротор электродвигателя; 3 — статор электродвигателя; 4 — герметизированные электровводы

Существует два типа компрессоров с электродвигателем внутри картера—так называемые бессальниковые и герметичные ком-прерсоры.

У бессальниковых компрессоров (рис.

Герметичные компрессоры (рис.

Герметичный холодильный компрессор: / — кожух; 2 — блок цилиндров; 3 — ша-тунно-поршневая группа; 4 — млслиный насос; 5 — коленчатый вал; 6 — электродвигатель; 7 — глушитель шума шей и нагнетательной трубками и электропроводами для питания электродвигателя.

Такие компрессоры ремонтируют только на спе-диализированном предприятии, зато при массовом производстве они обходятся значительно дешевле, а в случае поломки их можно заменить целиком.

Бессальниковые и герметичные компрессоры применяют только во фреоновых холодильных машинах.

Если двигатель располагается вне герметичного компрессора, то конец коленчатого вала должен быть выведен через картер наружу и необходимо позаботиться о том, чтобы в этом месте не было утечек хладагента.

Иногда в крупных поршневых компрессорах путь масла продлевается по сверлениям в шатунах к поршневым пальцам.

Смазочное масло, заливаемое в картер, частично уносится потоком хладагента, из-за чего при длительной работе компрессора может возникнуть опасность сухого трения в трущихся парах.

Чтобы избежать этого, в холодильной машине после компрессора устанавливают маслоотделитель, из которого масло периодически возвращается обратно в картер.

При работе компрессор нагревается за счет теплоты сжатого пара н различных потерь (в основном из-за трения), поэтому его температура может повышаться довольно значительно.

Чтобы компрессор не перегревался (а это может привести к подгоранию масла, заклиниванию и другим неприятностям), применяют охлаждающие водяные рубашки, охлаждающие змеевики в масляной ванне картера, сребренный корпус, вентилятор для принудительного обдува корпуса.

В компрессорах устанавливают также приборы, облегчающие обслуживание или повышающие безопасность,— манометры, запорные вентили, указатели уровня масла, фильтры, приборы автоматической защиты и т.

Некоторые модели компрессоров снабжены специальными устройствами для регулирования производительности.

Объемная производительность компрессора VKM, м3/с, тем больше, чем больше объем его цилиндра jD2S, м3 (где D—диаметр цилиндра, м; S — расстояние между двумя крайними положениями поршня, м), число цилиндров z и частота вращения (число оборотов) п, 1/с, вала компрессора.

Это можно рассматривать как потерю производительности компрессора по сравнению с теоретической.

В современных компрессорах оно составляет 3—4 % полного объема цилиндра, и лишь в редких случаях его удается уменьшить до 1,5-2%.

Конкретное значение X зависит от многих факторов: конструкции компрессора, качества его изготовления, режима работы (чем больше отношение давления нагнетания к давлению всасывания, тем меньше X), вида хладагента и др.

Это понятие условное, так как сам компрессор холода не производит.

Холод вырабатывает холодильная машина, которая, помимо компрессора, имеет другие обязательные элементы, а ее холодопроизводи-тельность зависит от вида хладагента и термодинамического цикла.

Для компрессоров с электродвигателем, встроенным в корпус, в эту формулу подставляют мощность Л/„ измеренную электроприборами на клеммах питания (e,.

Для компрессоров с вынесенным из корпуса двигателем определяют так называемый эффективный холодильный коэффициент e.

,JNe, для вычисления которого в формулу подставляют механическую мощность Л',, на приводном валу компрессора.

К'ще одним важным показателем является коэффициент полезном действия (КПД) т]км компрессора, который дает представление о том, насколько действительная потребляемая мощность больше теоретической*, т.

Для компрессоров со встроенным электродвигателем определяют электрический КПД а для компрессоров с вынесенным двигателем — эффективный КПД

Для современных компрессоров со встроенным электродвигателем Tj3KM=0,45.

0,7, для компрессоров с вынесенным дви* Теоретическую мощность называют также адиабатной Nа, принимая, что в теоретическом цикле сжатие происходит при S~consl.

В настоящее время широко используют поршневые холодильные компрессоры холодопроизводитель-ностью при так называемых стандартных условиях (сравнительных, наиболее распространенных значениях to, tK, tm.

Однако, несмотря на совершенство, поршневые компрессоры понемногу уступают место компрессорам других типов, отличающимся более длительным рабочим ресурсом, меньшей виброактивностью и большей компактностью.

Сокращение области применения компрессоров поршневого типа будет происходить в ближайшие годы в основном за счет вытеснения компрессоров большой холодо-ироизводительности.

Компрессоры же малой холодопроизводитель-ности, видимо, еще долго будут удерживать главенствующее положение в компрессорном парке.

Холодильные компрессоры: Справочник/Под ред.

Винтовые и центробежные холодильные компрессоры

Поршневые, винтовые и центробежные компрессоры — три наиболее распространенных типа холодильных компрессоров.

Винтовые компрессоры, стали применять в холодильной технике сравнительно недавно—лет 20— 30 назад.

значительно «моложе» поршневых и центробежных компрессоров, тем не менее прочно вписались в промежуточный по хо-лодопроизводительности диапазон между ними, н постепенно этот диапазон расширяется.

Главные достоинства винтовых компрессоров — высокая надежность из-за отсутствия клапанов, компактность, слабая вибрация.

Всасывание внедрение винтовых компрессоров первоначально в судовых холодильных установках.

Винтовые компрессоры относятся к компрессорам объемного типа.

В холодильных машинах используют преимущественно двухроторные компрессоры (рис.

Винтовой маслозаполнен-мый холодильный компрессор: / — корпус; 2 — ведущий ротор; 3 — ведомый ротор; 4 — разгрузочный поршень; 5 — проставка; б — регулятор производительности ведущий, другой — ведомый.

Самый распространенный вариант — четыре зуба на ведущем роторе и шесть на ведомом (иногда компрессоры модифицируют, превращая шестизубын ротор в ведущий, в этом случае производительность и мощность компрессора увеличиваются примерно в полтора раза).

Оптимальные размеры зазоров строго рассчитывают н неукоснительно соблюдают при изготовлении компрессоров.

Поэтому в холодильной технике применяют исключительно так называемые маслоза-полненные винтовые компрессоры.

Хотя и имеются конструкции, в которых попадание масла в рабочую полость исключена, однако их преимущества не могут перевесить достоинств маслозаполненных компрессоров.

Степень сжатия газа (отношение давлений в начале и конце этого процесса) жестко задана геометрией винтового компрессора, т.

в винтовых компрессорах можно ступенчато изменять, устанавливая разные проставки с различными окнами нагнетания, но делают это лишь во время сборки.

В отечественных винтовых компрессорах обычно используют стандартные внутренние степени сжатия 2,6; 4,0 или 5,0.

Наибольшей энергетической эффективностью винтовой компрессор' обладает в том случае, когда внутренняя степень сжатия совпадает с внешней, т.

В последние годы за рубежом появились винтовые компрессоры с изменяемой внутренней степенью сжатия.

Работа такого компрессора с помощью специальной автоматической системы подстраивается к изменению внешних условий.

Производительность винтового компрессора регулируется с помощью золотника — подвижной нижней части корпуса, находящейся между роторами.

1 его левый торец совпадает с левыми торцами роторов), компрессор работает на полную производительность.

С маслозалолненным винтовым холодильным компрессором компонуется в виде агрегата специальная масляная система, занимающая больший объем, чем сам компрессор.

После компрессора располагаются маслоотделитель (даже во фреоновых винтовых агрегатах) н затем маслоохладитель, отводящий теплоту, которую масло получило от сжатого газа в корпусе компрессора.

Так же как и у поршневых компрессоров, для привода винтовых служит внешний либо встроенный в корпус электродвигатель.

В последнем случае, в отличие от поршневых бессальниковых компрессоров, электродвигатель чаще всего охлаждается не всасываемым, а нагнетаемым газом, который нагревается гораздо слабее, чем в поршневых компрессорах, благодаря интенсивному охлаждению маслом.

Центробежные компрессоры относятся к компрессорам динамического типа.

центробежного компрессора: / — вал; 2 — лопатка рабочего колеса; 3 — диски рабочего колеса; 4 — лопатка диффузора; 5 — обратный направляющий аппарат бо гладкий, где по мере увеличь сечения потока газа снижается скорость и, согласно закону Bepi ли, повышается давление.

У газов с большой плотностью, например у фреонов, степень сжатия значительная, поэтому фреоновые центробежные компрессоры имеют одно — два, редко больше, рабочих колеса, т.

Аммиак же, который легче фрео-нов, имеет малую степень сжатия, поэтому -аммиачные центробежные компрессоры обычно многоступенчатые (4—7 ступеней).

В некоторых случаях, чтобы вал не был слишком длинным, колеса примерно поровну распределяют на два вала, при этом компрессор выполняют двухкорпусным.

Частота вращения ротора у современных центробежных компрессоров очень высокая, от 8 до 20 тыс.

Вращающийся ротор не соприкасается с диафрагмами, поэтому механическое трение в центробежных компрессорах отсутствует, за исключением трения в подшипниках вала (обычно это опорные и упорные подшипники скольжения), в которые принудительно подается смазочное масло.

Так как подшипники расположены вдали от газового потока, масло, как правило, не попадает в нагнетательный патрубок, что является существенным достоинством центробежных компрессоров.

Для противодействия ей служит уравновешивающий поршень, как и винтовом компрессоре.

3 изображен современный центробежный компрессор со встроенным мультипликатором и вертикальным разъемом корпуса.

Последние применяют в аммиачных центробежных компрессорах, где требуются особенно высокие скорости.

Наличие нескольких ступеней сжатия в центробежных компрессорах позволяет более гибко, чем в ел ст\

Двухступенчатый центробежный фреоновый холодильный компрессор: / — сальниковое уплотнение вала; 2 г— мультипликатор; 3 — лопатка входного направляющего аппарата; 4 — пакет диафрагм; 5 — ротор;

У компрессоров, предназначенных для работы в циклах с несколькими температурными уровнями, на корпусе имеются дополнительные патрубки для промежуточных отборов газа.

Производительность центробежного компрессора можно регулировать, изменяя частоту' вращения ротора.

При одновременном повороте лопаток их плоскости образуют с направлением потока некоторый угол, поток газа перед поступлением в рабочее колесо закручивается, что приводит по законам аэродинамики к снижению производительности компрессора.

С основами теории и расчета компрессоров разных типов можно ознакомиться в специальной литературе.

Винтовые компрессоры.

Холодильные компрессоры: Справочник / Под ред.

В состав холодильных машин, помимо компрессоров, входят тепло-обменные аппараты.

Способы оттаивания инея — подачей в аппарат горячих паров хладагента прямо из компрессора, с помошью электронагревателей, орошением поверхности аппарата снаружи теплой жидкостью.

С определенной степенью условности в принципиальной схеме холодильной установки можно выделить следующие схемы: системы охлаждения; подключения компрессоров: конденсаторного узла и регулирующей станции.

охлаждения представляет собой часть холодильной установки, расположенную между компрессором и регулирующим вентилем.

Во втором случае при избыточной подаче жидкого хладагента в приборы охлаждения он выкипает не весь и в компрессор из приборов охлаждения поступает влажный пар, т.

При «влажном ходе» компрессора снижается эффективность работы холодильной машины и, что особенно опасно, создается аварийная ситуация — может произойти гидравлический удар в компрессоре.

Сухой пар отсасывается компрессором, а отделенная жидкость сливается в один из защитных ресиверов.

Пока один из защитных ресиверов заполняется жидкостью, из другого ресивера она выдавливается и возвращается в систему охлаждения с помощью паров хладагента высокого давления, подаваемых по нагнетательному трубопроводу компрессора (рис.

i K компрессору

I компрессору

Бсзнасосиые аммиачные системы непосредственного охлаждения: а — с нижним расположением отделителя жидкости; 6 — с верхним расположением отделителя жидкости; в — с верхним расположением отделителя жидкости и защитными ресиверами; /—защитный ресивер; 2 — отделитель жидкости; 3 — охлаждающая батареи; 4 — регулирующий вентиль; 5 — компрессор; 6— конденсатор; 7 •—- защитный ресивер

Пар хладагента отсасывается компрессором, а жидкость поступает в приборы охлаждения под напором стодба жидкости.

Пар отсасывается компрессором, а неиспарившаяся жидкость скопи направляется и приборы охлаждения.

Установка защитных ресиверов, куда при переполнении отделителя жидкости сливается избыточная жидкость, повышает безопасность работы компрессоров.

От компрессора для оттаиОания

К компрессору компрессору

От компрессора

Насосио-циркудяционные аммиачные системы охлаждения: о — принципиальная схема; б — с нижней подачей хладагента в приборы охлаждения; * — узел горизонтального циркуляционного ресивера с отделителем жидкости и аммиачным насосом; г — узел пн-таиня батареи с верхней подачей хладагента; / — компрессор; 2 — батарея; 3 — аммиачный насос; 4 — циркуляционный ресивер; 5 — регулирующий вентиль; 6 — конденсатор; 7 — дренажный ресивер; 8 -~ отделитель жидкости; / — трубопровод подачи жидкости а приборы охлаждения от насоса; // — трубопровод возврата парожнд-костяой смеси в циркуляционный ресивер; /// — трубопровод слива жидкости а дренажный ресивер в период оттаивания

После разделения в ресивере пар отсасывается компрессором, а жидкость подается снова насосом в приборы охлаждения.

Оно состоит из компрессорного цеха, где установлены компрессоры, и аппаратного отделения, где размещены теп лообмениые аппараты, ресиверы, насосы, вспомогательное оборудование.

Схе^а подключения одноступенчатых компрессоров холодильной установки, работающей на три температуры кипения /т, /02, /о;),показана на рис.

На нагнетательной линии каждого компрессора установлен обратный клапан для предотвращения обратного тока пара при остановке компрессора.

Из испарительной системы пар хладагента через отлелитель жидкости или защитный ресивер поступает в общий всасывающий трубопровод, а оттуда направляется к компрессору.

Для разгрузки компрессоров при их последующем пуске и предотвращения гидравлических ударов линии всасывания обеих ступеней сжатия соединены между собой трубопроводом, на котором смонти-POHJH электромагнитный (соленоидный) вентиль, открывающийся при остановке компрессоров.

Узел подключения одноступенчатых компрессоров: /, 2.

3 — отделители жидкости; 4 — компрессор; 5 — обратный клапан

Узел подключения двухступенчатых компрессоров: /' — отделитель жидкости; 2 — компрессор низкой ступени; У — маслоотделитель; 4 — промежуточный сосуд; 5 — регулирующим вентиль; 6 — соленоидный вентиль; 7 — компрессор высокой ступени

Компаундные схемы с двумя температурами кипения: а — со змеевиковым промежуточным сосудом; б — с промежуточным сосудом без змеевика; / — линейный ресивер; 2 — конденсатор; 3 — компрессор высокой ступени; 4 — циркуляционный ресивер; 5 — промежуточный сосуд — циркуляционный ресивер; 6 — компрессор низкой ступени; 7 — регулирующий вентиль; 8 — аммиачный насос

Масло отделяется от хладагента на нагнетательной стороне компрессора с помощью индивидуального маслоотделителя, которым укомплектован каждый компрессор, и автоматически перепускается из маслоотделителя в его картер.

Фильтры на всасывающих линиях защищают компрессоры от механических загрязнений.

От компрессора \\\ ^^ ПИи m

От компрессора

Схема прямоточной фреоновой системы непосредственного охлаждения с расположением компрессора: а — ниже приборов охлаждения; б — «ыше приборов охлаждении; / — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — фильтр-осушитель; 4 — регенеративный теплообменник; 5 — термобаллон ТРВ; 6 — ТРВ; 7 — прибор охлаждения; 8 — гидравлический затвор (сифон) арматуры.

Главные требования: обеспечение высокой степени герметичности системы, предотвращение попадания влаги в нее, организация непрерывной циркуляции масло-фреоновой смеси и возврата масла из испарителя в компрессор.

К компрессору

Установленный па липни отбора электромагнитный (соленоидный) вентиль закрывается одновременно с останонкой компрессора.

При параллельной работе двух компрессоров на один испаритель их всасывающие трубопроводы присоединяют к общему магистральному трубопроводу с помощью перевернутых сифонов (сверху), чтобы при остановке одного из компрессоров не произошло опасного накапливания масла на входе в неработающий компрессор (что может привести к гидравлическому удару при его пуске).

Присутствие влаги в системе, заполненной фреоном и смазочным маслом, приводит к образованию в компрессоре, работающем при высоких температурах, минеральных и органических кислот, которые разрушающе действуют на детали компрессора », в первую очередь, на изоляцию встроенного электродвигателя.

4, и) входят компрессор КМ и конденсатор КД.

К компрессору подключен находящийся в холодильной камере К.

Ее изменяют посредством регулирования холодопроиз-воднтельности компрессора.

Холодильная установка с системой плавного регулирования должна иметь компрессор и регулирующее устройство с соответствующими характеристиками (например, компрессор с плавным изменением частоты вращения вала или с дроссельным регулятором на всасывающей линии).

При снижении температуры воздуха до значения /„ = /«7 происходит обратное срабатывание — компрессор останавливается.

Для упрощения условимся, что процессы изменения температуры во времени изображаются прямыми, наклон которых зависит от соотношения между холодопроиз-водительностью компрессора и тепловой нагрузкой.

Примем, что при работе компрессора температура воздуха всегда понижается с одинаковой скоростью, а после его остановки скорость повышения температуры воздуха зависит от тепловой нагрузки: при более высоких значениях /окр температура воздуха поднимается быстрее.

При достижении /в=/Гугк включается компрессор, его холодопроизводительность становится QKM p, а температура кипения — /ор (в действительности изменения происходят не мгновенно, но такое упрощение не искажает качественной картины).

При достижении /B = ^ компрессор останавливается, сто холодо-производнтельность падает до нуля, начинается отепление воздуха камеры.

Тепловую нагрузку па холодильную установку принят оцошшать коэффициентом рабочего времени 6 = тр/Тц, который изменяется от О (при полном отсутствии тепловой нагрузки) до 1 (при непрерывной работе компрессора, когда тепловая нагрузка равна его холодо-производительности).

При прочих равных условиях частота циклов пуск — остановка компрессора зависит от дифференциала регулирующего устройства: чем он меньше, тем чаще включается и отключается компрессор.

Поэтому при выборе дифференциала следует исходить не только из требуемой точности поддержания температуры воздуха, но и допустимой частоты пусков компрессора.

5, а) состоит из компрессора КМ, конденсатора К Д.

К компрессору присоединены приборы охлаждения ПО!

Для поддержания температуры воздуха в каждой камере имеются регулирующие устройства PI, P2 и РЗ, которые в зависимости от значения /„ плавно открывают или закрывают клапаны, установленные на всасывающих линиях компрессора от соответствующих приборов охлаждения, изменяя таким образом температуру кипения хладагента в нужных пределах.

Регулятор Р, срабатывающий при изменении давления во всасы вающей линии, управляет холодо-производительностью компрессора.

При большой тепловой нагрузке на холодильные камеры во всасывающую линию компрессора поступит больше паров хладагента, о результате чего повысится давление pttc, сработает регулятор Р, который, в свою очередь, увеличит холодопроизводительность компрессора.

Энергетическая эффективность установки снижается, если компрессор работает при более низких, чем нужно для отдельных камер, давлениях всасывания.

В связи с тем что кратность циркуляции жидкости больше единицы, неиспарившаяся в приборах охлаждения жидкость возвращается в циркуляционный ресивер, а пар отсасывается компрессором.

Температура воздуха в холодильных камерах регулируется устройствами Р1, Р2 и РЗ двухпозиционного действия, которые управляют открытием — закрытием электромагнитных (соленоидных) клапанов ЭВ1, ЭВ2 и ЭВЗ (напомним, что в холодильной установке с одним объектом охлаждения подобное регулирующее устройство управляет пуском — остановкой компрессора).

Способы регулирования холодопроизводительности компрессоров

Это достигается с помощью автоматической системы плавного или позиционного (ступенчатого) регулирования холодопроизводительности компрессора.

В холодильных установках с поршневыми компрессорами малой и средней холодопроизводительности применяют в основном систему позиционного регулирования.

1 показана упрощенная схема регулирования холодо-црошшоднтельности пуском ос-таноикой компрессора.

Холодильная установка условно разделена на две части: объект охлаждения Об и холодильная машина ХМ с поршневым компрессором.

Регулирование холодопроизводительности пуском — остановкой компрессора применяется в системах автоматики холодильных машин ПО «Мелитопольхолодмаш» — 1 Off ХМ ^L (М^^щи^^

Упрощеиная схема регулирования хододопронэводнтельностн поршневого компрессора:

В холодильных машинах ПО «Мелитопольхолодмаш» элементом, управляющим компрессором, является датчик-реле температуры, контакты которого включаются в цепь обмотки магнитного пускателя компрессора.

поршневые компрессоры П110и П220 (московского завода «Компрессор»), ПБ40, ПБ60, ПБ80 и ПБ100 (Черкесского завода холодильного машиностроения), ФУ40 и ФУ80 (Читинского машиностроительного завода) снабжены автоматическим устройством электромагнитного отжима всасывающих клапанов.

Все всасывающие клапаны в зависимости от числа цилиндров компрессора разбиваются на три— четыре группы (ступени).

Холодильные машины и агрегаты с поршневыми компрессорами поставляются с комплектными устройствами автоматики ЯАН2607 ШОН2603, имеющими в своем составе ящик регулирования ЯАШ201-ОООИ, в котором располагаются блок питания, платы управления группами всасывающих клапанов, усилители сигналов датчиков и другие элементы систе-мы автоматики.

Ящик регулирования обеспечивает не только изменение холодопроизводительности (25, 50, 75 и 100%), но и разгрузку компрессора при пуске: на все"три платы управления группами клапанов выдается сигнал, который снимается через определенное время после пуска.

Кроме регулирования холодопроизводительности пуском — остановкой компрессора и изменением числа работающих цилиндров, применяют также способ регулирования дросселированием всасываемого пара в совокупности с байпасированием.

Этот способ, однако, из-за больших энергетических потерь и значительного перегрева компрессора используется крайне редко.

Не нашел широкого применения и способ регулирования холодопроизводительности путем изменения частоты вращения вала из-за сложного привода компрессора.

Регулирование холодопроизводительности винтового компрессора.

В холодильных установках с винтовым компрессором применяются системы плавного регулирования холодопроизводительности в широких пределах с помощью специального золотника, находящегося в компрессоре (рис.

Роторы пинтового компрессора вращаются в цилиндрах, нижняя часть которых выполнена в виде неподвижной стенки и подвижного золотника.

Для перемещения золотника компрессора применяют электрический или гидравлический привод [3].

Золотниковое устройство для изменения хододопроизводмтедьности винтового компрессора: / — роторы; 2 --- неподвижная стч-нка.

Регулирование холодопромзао-дительности центробежного компрессора

В холодильных установках с центробежным компрессором, как и с винтовым, используют систему планиого регулирования.

Основной способ регулирования холодо-производителыюсти — изменение количества всасываемого' компрессором пара.

Для достижения устойчивой работы центробежного компрессора в широком диапазоне основной способ регулирования холодопронз-водительности с помощью входного направляющего аппарата дополняется нротивоиомпажным -регулированием и схемами ограничения потребляемой мощности.

Аня-логичные схемы применяются и для регулирования холодопроизводи-тельности винтовых компрессоров.

Регулирование холодопроизво-днтельноети дросселированием исл-сываемого пара с байпасировани-ем для винтовых и центробежных компрессоров, как и для поршневых, применяют редко.

Холодильные машины и агрегаты с центробежным компрессором комплектуют системой управления «Микрохолод» [2}.

Однако при \\л-бытке жидкого хладагента в испарителе возникает опасность попадания его вместе с всасываемым паром в компрессор, что чревато гидравлическим ударом, нарушением циркуляции масла и срывом работы или аварией холодильной машины.

В компрессор

Они защищают компрессор от недопустимого уменьшения давления масла по сравнению с давлением хладагента (в картере компрессора).

1—2, 5-6, 9—10 - сжатие ш-ро» рабочего ненич'тпа в компрессоре;

Таким образом, парокомпрес-сионная холодильная машина должна иметь четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, испаритель н регулирующий вентиль (рис.

Для местного освещения при ремонте, чистке внутри сосудов, аппаратов, компрессоров применяют светильники, рассчитанные на напряжение не более 12 В.

Пары рабочего вещества из испарителя отсасываются с помощью компрессора, сжимаются и

Установлена обязательная ширина проходов: основного прохода (в свету при высоте не менее 1,9 м) не менее Л,5 м, между выступающими частями компрессоров не менее 1 м, между гладкой стеной и компрессором или аппаратом не менее 0,8 м, если он не является проходом для обслуживающего персонала (допускается установка аппаратов у стен без проходов).

Принципиальная схема ларо-компрессиониой холодильной машины: КМ — компрессор; КД — конденсатор; РВ — регулирующий веитнль; И — испаритель; /, 2,3,4 — точки цикла а (см.

На каждом компрессоре, аппарате, сосуде, насосе, а также на жидкостных, всасывающих, отга-ивательных коллекторах должны быть установлены манометры (ма-новакуумметры) для визуального контроля за давлением аммиака.

Температура кипения /0 рабочего вещества в испарителе зависит от давления кнпення р0, а оно, в свою очередь,— от производительности компрессора.

Поэтому в холодильных машинах, работающих при температурах кипения ниже —15 СС, целесообразно применять хладагенты с более низкой нормальной температурой кипения либо компрессор с увеличенным часовым объемом, описываемым поршнями.

Для турбохолодильных машин перевод на любой хладагент сопровождается модернизацией компрессора.

Компрессоры герметичные 1АК-ФУУ80 РЭ R12 101 1745

Холодильные машины Компрессоры с воздушным конденсатором ФУ40 R12 52,3 280

Черкесск) Компрессоры ий,кВт М,кг АВ22 R717 28 160

Компрессоры 2А11 0-7-3 R717 145 2145

АО «Московский завод 26А280-7-3 R717 325 2320 холодильного 26А280-7-7 R717 115 1760 машиностроения «Компрессор» А350-7-0 А350-7-1 R717 406 R717 406 4265 4415 2А350-7-1 R717 423,5 3450

Компрессоры fSJ = -15°C, гл, = 30 "С оппозитные ЗОТХМВ-2000-2 R12 1510 27382 (t0 = -15 "С, fk = 30 °С) ЗОТХМВ-4000-2 R12 3250 50690

А01200П2 R717 1340 17400 Приступил к выпуску на базе герметичных компрессоров ПГ5 и ПГ10, работающих на R22, собственного производства холодильных машин типа ТОМ-2,0 для охлаждения молока

Компрессоры «Комплектхолодмаш»)

Поршневые компрессоры холодильных машин (А.

Винтовые и центробежные холодильные компрессоры (А.

Способы регулирования холодопроизводительности компрессоров (Ю.

В книге рассматриваются физические основы искусственного охлаждения, термодинамические основы, рабочие процессы и рабочие вещества холодильных машин, принципиальные схемы и циклы парокомпрессионных холодильных машин, особенности холодильных машин и компрессоров различных типов, теплообменная аппаратура, схемы холодильных установок, основы автоматизации холодильных установок, охрана труда и техника безопасности при эксплуатации аммиачных холодильных установок, перевод фреоновых холодильных установок на озонобезопасные хладагенты.

Приведены также справочные сведения о выпускаемых в настоящее время предприятиями России и стран СНГ холодильных машинах, агрегатах, компрессорах.

Чем меньше плотность хладагента, тем меньше затраты мощности на его циркуляцию в трубопроводах и преодоление сопротивления в клапанах компрессора.

H меньшим затратам работы в клапанах аммиачных компрессоров, чем в клапанах фреоновых компрессоров.

R502) приводит к интенсивному пеиообразова-пию п испарителях, лучшим условиям смазки трущихся поверхностей в компрессорах, но вместе с тем — к повышению вязкости хладагентов и ухудшению теплоотдачи в аппаратах.

Особо тщательной осушке подлежат системы фреоновых холодильных машин с герметичными компрессорами, имеющими встроенные электродвигатели, поскольку присутствие воды может привести к сгоранию обмотки статора встроенного электродвигателя.

При температурах кипения от —10 до — 25 °С предпочтение пока отдают R12 из-за его более низкой стоимости и доступности по сравнению с R22, а также более низкой температуры конца сжатия в компрессоре.

Холодильные компрессоры: Справочник.

2 точка / соответствует состоянию перегретого пара, всасываемого компрессором.

КМ — компрессор; КД — конденсатор; И — испаритель; РВ — регулирующий вентиль температуру на 5.

Процесс конденсации 2"—3' полости самого компрессора.

Процесс сжатия пара 1—2 осуществляется в компрессоре.

Особенностью фреоновых холодильных машин по сравнению с аммиачными является возможность использования компрессоров со встроенными электродвигателями (герметичных и бессальниковых), а также включения в схему рсгене

Принципиальная схема (а) и цикл на <> fg'p-днаграмме (<5) одноступенчатой фреоновой холодильной машины с регенеративным теплообменником и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель: КМ — компрессор; ЭД — встроенный электродвигатель; КД — конденсатор; И— испаритель; РТО — регенеративный теплообменник ративного теплообменника (РТО), позволяющего повысить эффективность работы машины.

3,6 пунктиром показаны процессы: 3—6 — дросселирования в регулирующем вентиле при отсутствии РТО, /н — 7 — сжатия в компрессоре при отсутствии РТО и в компрессоре без встроенного электродвигателя (в этих случаях принципиальная схема и цикл машины не отличаются от показанных на рис.

Общий перегрев всасываемого пара в РТО и встроенном электродвигателе компрессора

Величина <7„кн в кДж/кг показывает, какое количество теплоты отводит 1 кг хладагента, поступающего в компрессор, при рабочих параметрах цикля рп, рк.

а необходимую холодопронзводи-тельность компрессора QOKH в кВт из выражения

При этом объем пара, всасываемого компрессором, VK11 в м3/с:

Величины Цикл на R7I7 (аммиаке) Циклы на RI2 с РТО и встроенным электродвигателем компрессора б*з РТО

Объем всасываемого компрессором пэра

Анализ приведенных данных показывает, что при работе холодильной машины на R12 с РТО и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель, удельная массовая холодопроизводительность машины (/о увеличивается примерно на 10 %, но одновременно работа сжатия / также возрастает примерно на 12%.

2 %, уменьшению холодильного коэффициента е, увеличению объема всасываемого компрессором пара VKM на 4 % и необходимой холо-допроизводительностн компрессора QOKM на 15%.

Дополнительный перегрев пара в электродвигателе также отрицательно влияет на холодильный коэффициент R и приводит к увеличению объема всасываемого компрессором пара Укн, а следовательно, габаритных размеров и металлоемкости компрессора.

При данном режиме работы удельная массовая холодопроизво-дительность машины а удельная работа сжатия компрессора /=i j— i,.

Удельная работа сжатия • компрессора с понижением температуры кипения увеличивается: '«-Ь.

При этом уменьшается удельная массовая холодопроизводи-тельность компрессора <7окм = /1 — '4 и повышается температура конца сжатия пара в компрессоре:

I, Изменение цикла холодильной машины с понижением температуры кипения что приводит к существенному уменьшению удельной объемной холодопроизводительностн компрессора <7,,км'

Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени /Ш|, сжимается в нем до промежуточ ного давления р„р (процесс / — 2) и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента.

В компрессоре КМ?

Образующийся в процессе дросселирования пар (/'вместе с основным массовым потоком GI всасывается компрессором второй ступени КМ?

е массовый поток G2, всасываемый компрессором КМг, больше массового потока GI.

проходящего через испаритель и компрессор КМ], на сумму G' + G", которая составляет 10—20 % от GI.

Объемный поток пара, всасываемого компрессором К.

Этот фактор, а также то, что отношения давлений p«/pnp = = рпр/ро существенно меньше отношения давлений р«/ро, обеспечивают лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии, чем при одноступенчатом.

Так, удельная работа сжатия компрессора КМ\ а компрессора Lu2—(G2/G,) (14 — i.

Он в несколько раз больше объ- а удельная Тепл0вая нагрузка кон-емного потока пара, всасываемого денсатора компрессором /(ЛЬ:

Жидкий хладагент к насосам поступает под напором столба жидкости из циркуляционных ресиверов ЦР\ и ЦРз, которые выполняют роль не только сборников (ресиверов), но и отделителей жидкости и предохраняют компрессоры КМ\ и КМ?

С помощью компрессоров в ресиверах поддерживаются необходимые давления кипения poi и ро2, соответствующие заданным температурам кипения ta\ и /02.

откуда всасывается компрессором КМ\, сжимается в нем до давления кипения роз (процесс /—2) и нагнетается в циркуляционный ресивер ЦРз- Сюда же поступает пар из испарителя 1Лч.

Общий поток пара из ЦРг всасывается компрессором КМ?

Образовавшийся при дросселировании пар (состояние 2") всасывается компрессором КМу вместе с паром, нагнетаемым компрессором КМ\, н паром, образующимся в испарителе И?

Часть жидкого хладагента из циркуляционного ресивера ЦРз насосом Иг подается в испаритель Из, а часть — дросселируется в регулирующем вентиле РВ\ до давления кипения роГ и направляется в циркуляционный ресивер ЦР\ Отсюда образовавшийся при дросселировании пар вместе с паром из испарителя И\ всасывается компрессором К M.

В компрессор /CAfi, кроме массового потоки пара G,,i, будет поступать также пар, образующийся при дросселировании в регулирующем вентиле РВ\.

Общий массовый поток пара GKMi (кг/с), всасываемого компрессором К.

Массовый поток пара GK»2 (кг/с), всасываемого компрессором КМз' или.

Так, при работе на хладагенте среднего давления R12 или R22 давление кипения будет существенно ниже атмосферного, а удельный объем пара, всасываемого компрессором, очень большим.

Поэтому компрессор нижней ступени будет иметь увеличенные габаритные размеры и металлоемкость.




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru