Рабочие агрегаты холодильных машин

Холодильным агрегатом называется конструктивное объединение ряда узлов на общей раме или связанных опорах. Состав узлов агрегата определяется заводской поставкой. Обычно комплектуют компрессор, электродвигатель, конденсатор, вентилятор (при воздушном охлаждении конденсатора), ресивер, фильтр и некоторые приборы автоматики и контроля. В средних и крупных установках объединяют испаритель с ресивером и регулирующую станцию.

Агрегатированные машины имеют ряд преимуществ перед машинами, у которых каждый элемент монтируется отдельно: сборка агрегата на заводе-изготовителе обеспечивает необходимую точность, компактность, удобство технического обслуживания и качество выполнения монтажных работ (центровка валов, крепление электродвигателя и компрессора, подсоединение приборов автоматики и контроля и т. д.). Холодильной машиной называется комплекс элементов, обеспечивающих отвод тепла от охлаждаемого объекта. Обычно она состоит из компрессорно-конденсаторного агрегата, испарителей и приборов, регулирующих подачу холодильного агента и заданную температуру в охлаждаемом объеме.

Холодильной машиной называется комплекс элементов, обеспечивающих отвод тепла от охлаждаемого объекта. Обычно холодильная машина состоит из компрессорно-конденсаторного агрегата, испарителей и приборов, регулирующих подачу холодильного агента и заданную температуру в охлаждаемом объеме.

Холодильной установкой называют холодильную машину вместе с охлаждаемым объектом и вспомогательными устройствами. Простейшим примером установки служит домашний холодильник, торговый холодильный шкаф или прилавок с компрессорно-конденсаторным агрегатом. Более крупные установки могут состоять из одной или нескольких машин, одного или нескольких охлаждаемых объектов, системы рассольных трубопроводов, насосов, вспомогательных аппаратов, а также приборов автоматики и контроля.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает холодильные агрегаты и машины. Агрегаты поступают на заводы-изготовители холодильного оборудования, где они встраиваются в оборудование (преимущественно агрегаты с герметичными компрессорами), либо комплектуются испарителями и другими элементами холодильной машины а также охлаждаемым объектом (прилавок, витрина, сборная камера) и направляются потребителям.

Холодильные агрегаты: виды, лучшие модели и современные тенденция развития

Холодильный агрегат состоит из таких элементов как компрессор, теплообменный блок, приборы, обеспечивающие управление, которые объединяются в одном корпусе. Объединение всех этих элементов имеет ряд преимуществ:

делает оборудование компактным;
снижение протяженности трубопроводов соединения;
обеспечивается соединение основных узлов на высоком качественном уровне;
обеспечивается удобство обслуживания;
минимизация объемов проведения монтажных работ;
снижение общей стоимости холодильного оборудования, а также минимальные затраты на эксплуатацию.

Классификация холодильных агрегатов

По типу входящих элементов холодильные агрегаты подразделяются на следующие типы:

компрессорного типа;
компрессорно-конденсаторные;
испарительно-регулирующие;
испарительно-конденсаторного типа;
комплексного типа.

Если рассматривать классификацию холодильных агрегатов по типу компрессора, то они подразделяются на:

герметичные агрегаты;
полугерметичные агрегаты;
сальниковые агрегаты.

Если рассматривать холодильные агрегаты по типу работы компрессора, то здесь они подразделяются на поршневые и ротационные. Если привести классификацию по типу охлаждения такого элемента, как конденсатор, то можно подразделить на:

холодильные агрегаты воздушного типа;
холодильные агрегаты водяного типа;
холодильные агрегаты комбинированного охлаждения.

Если рассматривать тенденции на рынке холодильного оборудования, то имеет место создание и внедрение агрегатированного оборудования, представляющего собой один или несколько блоков. Например, моноблоки, сплит-системы, библочные модели.

Сегодня в основном производятся следующие варианты:

агрегат компрессорно-рессиверный представляет собой установку, в которой используются различного типа компрессоры, а именно: поршневой и винтовой, герметичного и полугерметичного типа. Все элементы холодильной установки крепятся на раме;
многокомпрессорного типа. В данной модели предусмотрено использование сразу нескольких компрессоров. Их установка производится параллельно на раме. Контроль осуществляется с помощью силового щита;
модели компрессорно-конденсатного типа в основном используются на улице. Для их производства применяются кожухи защитного типа, в котором устанавливаются все основные элементы для работы. В каждой модели предусматривается определенное сочетание компрессоров, вентиляторов и конденсаторов;
модели компрессорно-каскадного типа. В основном используются при установке в устройства, обеспечивающее охлаждение. Для их изготовления применяют спиральные компрессоры.

Холодильные установки компании Dantoss содели серии Optyma Slim Pack являют собой вариант компрессорно-конденсатных агрегатов. Основу конструкции составляет компрессор спиральный с системой охлаждения воздухом, помещенные в защитный кожух.

Основные особенности моделей данной серии следующие:

наличие защищенного от влаги корпуса типа IP54;
высокий уровень безопасности и корозионностойкости;
микроканальный теплообменник способствует простой и быстрой очистке;
требуется меньший объем заправки хладагента;
более длительный срок эксплуатации.

Холодильное оборудование серии UFZ в основном используются для поддержания заданного режима температур при перевозке скоропортящихся продуктов. В данном случае предполагается использование кузова изотермического, объем которого колеблется в диапазоне от 19 до 50 м 3 . Данная конкретная модель является моноблоком, устанавливающимся во фронтальной части кузова.

Если вы решили купить холодильный агрегат, воспользуйтесь вариантом заказа, который вам кажется наиболее удобным:

позвонить по телефону +7 (846) 266-73-73;
оставить заявку на обратный звонок (кнопка в верхней части сайта);
оставить заявку на получение консультации:

Холодильные машины и установки. Устройство, виды, принцип действия холодильных машин.

1. Общие сведения о холодильных машинах

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос теплоты осуществляется за счет потребляемой при этом энергии. Холодильная установка выполняется по проекту в зависимости от проектного задания, определяющего охлаждаемый объект, необходимого интервала температур охлаждения, источников энергии и видов охлаждающей среды (жидкая или газообразная).

Холодильная установка может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом. Холодильная установка может быть установлена в помещении, на открытом воздухе, на транспорте и в разных устройствах, в которых надо поддерживать заданную пониженную температуру и удалять излишнюю влагу воздуха.

Система теплообмена с охлаждаемым объектом может быть с непосредственным охлаждением холодильным агентом, по замкнутой системе, по разомкнутой, как при охлаждении сухим льдом, или воздухом в воздушной холодильной машине. Замкнутая система может также быть с промежуточным хладагентом, который переносит холод от холодильной установки к охлаждаемому объекту.

Началом развития холодильного машиностроения в широких размерах можно считать создание Карлом Линде в 1874 году первой аммиачной паро-компрессорной холодильной машины. С тех пор появилось много разновидностей холодильных машин, которые можно сгруппировать по принципу работы следующим образом: паро-компрессионнные, упрощенно называемые компрессорные, обычно с электроприводом; теплоиспользующие холодильные машины: абсорбционные холодильные машины и пароэжекторные; воздушно-расширительные, которые при температуре ниже -90 °С экономичнее компрессорных, и термоэлектрические, которые встраиваются в приборы.

Каждая разновидность холодильных установок и машин имеет свои особенности, по которым выбирается их область применения. В настоящее время холодильные машины и установки применяются во многих областях народного хозяйства и в быту.

2. Термодинамические циклы холодильных установок

Перенос теплоты от менее нагретого к более нагретому источнику становится возможным в случае организации какого-либо компенсирующего процесса. В связи с этим циклы холодильных установок всегда реализуются в результате затрат энергии.

Чтобы отводимая от «холодного» источника теплота могла быть отдана «горячему» источнику (обычно — окружающему воздуху), необходимо поднять температуру рабочего тела выше температуры окружающей среды. Это достигается быстрым (адиабатным) сжатием рабочего тела с затратой работы или подводом к нему теплоты извне.

В обратных циклах количество отводимой от рабочего тела теплоты всегда больше количества подводимой теплоты, а суммарная работа сжатия больше суммарной работы расширения. Благодаря этому установки, работающие по подобным циклам, являются потребителями энергии. Такие идеальные термодинамические циклы холодильных установок уже рассмотрены выше в пункте 10 темы 3. Холодильные установки различаются применяемым рабочим телом и принципом действия. Передача теплоты от «холодного» источника «горячему» может осуществляться за счет затраты работы или же затрат теплоты.

2.1. Воздушные холодильные установки

В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, а передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты механической энергии. Необходимое для охлаждения холодильной камеры понижение температуры воздуха достигается в этих установках в результате быстрого его расширения, при котором время на теплообмен ограничено, и работа в основном совершается за счет внутренней энергии, в связи, с чем температура рабочего тела падает. Схема воздушной холодильной установки показана на рис 7.14

Рис. 14. Схема воздушной холодильной установки: ХК — холодильная камера; К — компрессор; ТО — теплообменник; Д — расширительный цилиндр (детандер)

Температура воздуха, поступающего из холодильной камеры ХК в цилиндр компрессора К, поднимается в результате адиабатного сжатия (процесс 1 — 2) выше температуры Т3 окружающей среды. При протекании воздуха по трубкам теплообменника ТО его температура при неизменном давлении понижается — теоретически до температуры окружающей среды Тз. При этом воздух отдает в окружающую среду теплоту q (Дж/кг). В результате удельный объем воздуха достигает минимального значения v3, и воздух перетекает в цилиндр расширительного цилиндра — детандера Д. В детандере, вследствие адиабатного расширения (процесс 3-4) с совершением полезной работы, эквивалентной затемненной площади 3-5-6-4-3, температура воздуха опускается ниже температуры охлаждаемых в холодильной камере предметов. Охлажденный подобным образом воздух поступает в холодильную камеру. В результате теплообмена с охлаждаемыми предметами температура воздуха при постоянном давлении (изобара 4-1) повышается до своего исходного значения (точка 1). При этом от охлаждаемых предметов к воздуху подводится теплота q2 (Дж/кг). Величина q 2, называемая хладопроизводительностью, представляет собой количество теплоты, получаемой 1 кг рабочего тела от охлаждаемых предметов.

2.2. Парокомпрессорные холодильные установки

В парокомпрессорных холодильных установках (ПКХУ) в качестве рабочего тела применяют легкокипящие жидкости (табл. 1), что позволяет реализовать процессы подвода и отвода теплоты по изотермам. Для этого используются процессы кипения и конденсации рабочего тела (хладагента) при постоянных значениях давлений.

Физические параметры хладагентов

Температура кипения tкип при давлении р = 0,1 МПа, °С

Критическая температура, °С

Температура замерзания, tзам, °С

Скрытая теплота парообразования при tкип, кДж/кг

Товар в корзине

Запрос успешно отправлен

Общепит

Рестораны, бары, кафе, столовые

Торговля

Супермаркеты, минимаркеты, торговые павильоны

Производство

Пищевое производство, хранение, транспортировка

Выставочное

Шоурумы, бутики, аптеки, торговые острова

Собственный склад

Доставка по России

Обслуживание и ремонт

Дизайн и расстановка

Система скидок

Виды холодильных машин

Холодильные машины используются для охлаждения и поддержания на постоянном уровне низких температур. Эффективность их работы оценивается в зависимости от вырабатываемой холодопроизводительности, измеряемой в ваттах или киловаттах. Рабочим веществом паровых холодильных машин является хладагент.

По виду затрачиваемой энергии все холодильные машины можно подразделить на 4 типа: пароэжекторные, абсорбционные, парокомпрессорные и термоэлектрические. Принцип действия аппаратов первых трех типов основан на том что рабочее вещество (хладагент) совершает холодильный цикл в процессе которого тепло от источника низкой температуры переносится к имеющей более высокую температуру окружающей среде. В паровых машинах хладагенты во время цикла кипят при низких температурах, периодически меняя свое агрегатное состояние, переходя из жидкости в пар и обратно. В термоэлектрических же установках перенос тепла происходит под воздействием потока электронов на атомы.

В зависимости от типа холодильной машины в каждой из них применяется в свой хладагент: в абсорбционных — водные растворы аммиака и бромистого лития, в пароэжекторных — водяной пар, в парокомпрессионных — хладоны.

Пароэжекторная холодильная машина

В этих машинах, состоящих из эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и теплорегулирующего вентиля в качестве источника энергии используется водяной пар. Поскольку хладагентом является вода. Температура в холодильном объёме не может быть ниже 0°C.

Принцип действия холодильной машины состоит в эжекции пара из испарителя. Под эжекцией подразумевается процесс смешения двух сред – пара и воды, при котором одна из них, находясь под давлением, воздействует на другую и, увлекая за собой, выталкивает ее в необходимом направлении. В пароэжекторной установке пар поступает в сопло эжектора, где он расширяется, в результате чего в испарителе создаётся пониженное давление. Здесь же за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой воды, а пар, отсосанный из испарителя, поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая тепло охлаждающей среде.

Основные преимущества данного типа машин состоят в высокой надёжности, отсутствии движущихся узлов (упрощаются обслуживание и ремонт) и токсичных рабочих веществ.

Пароэжекторные установки нашил применение на некоторых промышленных производствах, но в категории оборудования для предприятий торговли и питания встречаются довольно редко.

Абсорбционная холодильная машина

Данные машины состоят из конденсатора, испарителя, дроссельного вентиля, абсорбера, насоса, редукционного клапана и парогенератора (кипятильника), вырабатывающего тепло, расходуемое на изменение агрегатного состояния хладагента, в роли которого чаще всего выступает аммиак. Абсорбционные насосные установки, чья холодопроизводительность может доходить до 100 киловатт, выгодно использовать там, где высока плата за электричество, но зато в избытке имеются дешевая тепловая энергия и вода.

В процессе работы абсорбционной машины в испарителе происходит испарение хладагента за счёт теплоты, отнимаемой от охлаждаемой тела. Образующийся при этом пар из испарителя попадает в абсорбер, где взаимодействует с абсорбирующей жидкостью (водой), поглощающей находящийся в паровой фазе хладагент. Далее полученная концентрированная смесь поступает в насос, где её давление повышается, а затем перекачивается в кипятильник, который подводит к ней тепло. Большая часть хладагента, представляющего собой перегретый пар высокого давления, проходит через конденсатор. Оставшийся абсорбент охлаждается и возвращается в абсорбер через редукционный клапан для повторения холодильного цикла.

Достоинства абсорбционных машин:

Бесшумность работы из-за отсутствия компрессора
Более долгий срок службы по сравнению с компрессионными установками

Недостатки абсорбционных машин:

Высокое энергопотребление
Малая холодопроизводительность

Парокомпрессорная холодильная машина

Сегодня абсорбционные, а тем более пароэжекторные установки довольно редко можно найти на кухнях ресторанов или в торговых залах магазинов. Гораздо более широкое применение нашли парокомпрессионные холодильные машины, в которых по замкнутой траектории циркулирует ограниченное количество хладагента, переходящего из одного агрегатного состояния в другое при периодически меняющихся значениях температуры и давления.

Основными конструктивными элементами таких машин являются компрессор, испаритель, конденсатор, ресивер, фильтр-осушитель и терморегулирующий вентиль, соединённые трубопроводами и представляющие собой замкнутую герметичную систему. Кроме этих основных узлов холодильная машина, приводимая в действие электродвигателем, оснащена приборами автоматики и пускозащитной электроаппаратурой, способствующими повышению экономичности и надежности работы.

Цикл работы

В компрессионных холодильных системах охлаждение производится посредством поглощения тепла при кипении (испарении) при пониженном давлении и низкой температуре хладагента в специальном теплообменнике, называемом испарителем. Жидкий хладагент, поступая в раскалённый испаритель, моментально вскипает, при этом сильно охлаждая его стенки. Необходимая для кипения теплота отбирается от охлаждаемого тела, вследствие чего его температура понижается. Пары хладагента, образовавшиеся в результате его кипения, попадают из испарителя по специальному трубопроводу во всасывающую трубку компрессора. Откачивая из испарителя газообразный хладагент, компрессор нагнетает его под высоким давлением в специальный теплообменник – конденсатор. Повышенное давление на выходе работающего компрессора толкает газообразный хладагент в конденсатор, где изменяется его фазовое состояние – газ превращается в жидкость. Процесс конденсации паров сопровождается передачей большого количества тепла потоку воздуха или жидкости. При сжатии газ сильно нагревается, но конструкция конденсатора позволяет эффективно рассеивать это тепло в окружающем воздухе. Газообразный хладагент, находящийся в конденсаторе под высоким давлением, охлаждаясь, постепенно переходит из газообразного состояния в жидкое. Данная жидкость, стекаясь по трубам конденсатора, скапливается в ресивере, откуда под давлением проходит через фильтр, где задерживаются механические примеси. Затем очищенный хладагент через узкое отверстие терморегулирующего вентиля распыляется и возвращается в испаритель для повторного испарения, продолжая свое непрерывное движение и замыкая цикл работы машины. При этом очень важно, чтобы в испарителе жидкость полностью перешла в парообразное состояние. Если в компрессор попадут даже мелкие капли жидкого хладагента, он может быть повреждён.

Многоступенчатые и каскадные машины

Для получения температур ниже -30°C используют многоступенчатые и каскадные холодильные машины, где сжатие паров производится последовательно в несколько этапов. Если для этих целей применять обычные одноступенчатые установки, нагрузка на компрессор неоправданно возрастает, что скажется на снижении эффективности работы. Поэтому при температурах кипения хладагента от -30 до -70°C предпочтение отдают двухступенчатым холодильным машинам. Когда же требуется достичь ещё более низких температурных значений (ниже -70°C), целесообразнее использовать трехступенчатые машины или же каскадные холодильные установки. Последние состоят из одной, двух или трёх одноступенчатых машин, включенных последовательно и работающих на различных хладагентах.

➤