MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES DE L'UKRAINE

UNIVERSITÉ D'ÉTAT DE KHARKIV

ALIMENTATION ET COMMERCE

département équipement de réfrigération

Travaux de calcul et de graphisme

sur le thème : « Calcul du cycle d'une machine frigorifique à vapeur mono-étage,

détermination des paramètres du réfrigérant.

Sélection du compresseur et du condenseur”

Réalisé par : étudiant de 3ème année

gr. M-17 FOTS

Moshnin E. S.

Vérifié:

Petrenko E.V.

Kharkov 2010

1. Mission pour le RGR………………………………………………………………3

2. Calcul thermique………………………………………………………4

3. Sélection d'un compresseur frigorifique…………………………………7

4. Sélection du moteur électrique KM…………………………………………………………...8

5. Sélection du condensateur………………………………………………………9

6. Conclusion……………………………………………………………………………….……..10

7. Annexe (schéma i-lgp avec cycle intégré d'une machine frigorifique à vapeur à un étage)

1. Tâche RGR

Sélectionner et sélectionner les équipements de réfrigération (compresseur et condenseur) pour unité de réfrigération productivité Q 0 = 2 kW avec alimentation en eau en circulation. L'unité de réfrigération dessert la chambre de la première étape de congélation de la viande en deux étapes sur le réfrigérateur de l'usine de transformation de la viande, située dans la ville de Kamensk-Podolsk ; en maintenant la température de l'air réglée t p = - 12°C dans la chambre de réfrigération est réalisée à l'aide de batteries de refroidissement.

Figure 1. Une machine frigorifique à un étage qui fonctionne selon un cycle théorique : a – schéma de principe (B – évaporateur ; VR – séparateur de liquide ; PV – vanne de régulation (papillon) ; PO – sous-refroidisseur ; CD – condenseur ; KM – compresseur ); b – construction d'un cycle dans le diagramme S – T ; c – construction d'un cycle dans le diagramme lgp-i.

2. Thermiquecalcul

Le mode de fonctionnement du groupe frigorifique est caractérisé par les températures d'ébullition t o, condensation t À, sous-refroidissement (réfrigérant liquide devant la vanne de régulation) t voie, aspiration (vapeur à l'entrée du compresseur) t Soleil .

Lors de la détermination des paramètres de conception de l'air ambiant, nous prenons en compte régime de température période estivale.

Paramètres de l'air calculés pour la ville: Zaporojie

t salaire- (température de l'air en été) t salaire = + 33 0 AVEC;

φ salaire. - (humidité relative de l'air - été) φ salaire = 39 %.

A l'aide du diagramme i-in (Annexe 2) pour l'air humide on trouve la valeur d'enthalpie initiale, qui correspond à la température de l'air du mois d'été et à l'humidité relative de l'air de ce mois, donc je= 67 kJ/kg.

Ensuite, nous déterminerons la température à l’aide d’un thermomètre à bulbe humide. t m.t. = 22 0 AVEC, (intersection de lignes je= 64 kJ/kg, qui caractérise le contenu thermique de l'air, avec la droite φ = 100 %).

La température de l'eau de retour t w (l'eau fournie au condenseur) est considérée comme supérieure de 3...4 0 C à la température du thermomètre humide, nous acceptons donc :

t w =t m.t. + 3= 23 + 3 = 25 0 AVEC.

À l'aide des données sortantes, en tenant compte du fait que le condenseur fait partie de l'unité de réfrigération qui dessert la chambre de réfrigération pour congeler la viande et fonctionne à l'eau en circulation, nous sélectionnons un condenseur évaporatif. Les condenseurs de ce type ont un débit d’eau en circulation relativement faible, aucune installation n’est donc requise. appareil spécial pour l'eau de refroidissement.

Je détermine le mode de fonctionnement de la machine frigorifique. J'utilise de l'ammoniac comme réfrigérant.

Le point d'ébullition t o est pris en fonction de la température ambiante et du mode de refroidissement. Lors du refroidissement d'une pièce à l'aide de batteries de refroidissement, le point d'ébullition du réfrigérant est déterminé comme suit : t Ô =t P. - (7...10) 0 AVEC ainsi:

t Ô =t P. - 10 = -12 - 10 = -22 0 AVEC.

Pour éviter que le compresseur ne fonctionne sous l'eau, la vapeur de réfrigérant située devant lui est surchauffée. Pour les machines fonctionnant à l'ammoniac, la sécurité de fonctionnement est assurée lorsque la vapeur surchauffe à 5...15 0 AVEC.

Je prends la température de la vapeur du réfrigérant à 7 0 AVEC au-dessus du point d'ébullition :

t CONTRE. = -22 + 7 = -15 0 AVEC.

La température de condensation d'un condenseur évaporatif est déterminée selon l'annexe 3. En tenant compte des conditions de l'air ambiant ( t salaire = +33 0 AVEC, φ salaire = 0.39 ) et la densité de flux thermique q F , qui pour les condenseurs de vapeur doit être : q F = 2000 W/m 2 , j'accepte la température de condensation t k =+37 0 AVEC.

La température de sous-refroidissement du réfrigérant liquide est considérée comme étant 5 0 AVEC au-dessus de la température de l'eau en circulation :

t voie = 25 + 5=30 0 AVEC.

Sur la base des températures obtenues ( t o ,t À ,t Soleil ,t voie) nous construisons un cycle en une seule étape machine à vapeur dans le diagramme lgр – i, nous organisons la numérotation des points nodaux selon la Fig. 2

Figure 2.Construction d'un cycle d'une machine frigorifique à vapeur mono-étage dans un schémalgр – je

Les résultats de la détermination des paramètres du réfrigérant sont enregistrés dans le tableau 1.

Tableau 1

Paramètres du réfrigérant dansnodalpoints

Nombre points	Possibilités
		p,MPa	v,m 3 /kg	je, kJ/kg	s,kJ/kgK	Étatagent
						vapeur saturée sèche
						vapeur sèche surchauffée
						vapeur surchauffée
						vapeur saturée sèche
						saturé.liquide
						voie liquide
						vapeur humide et saturée

Calcul thermique d'une machine frigorifique mono-étage :

Capacité frigorifique massique spécifique :

q 0 = je 1 -je 4 ,=1440-330= 1110 (kJ/kg),

Volume spécifique de capacité de refroidissement :

q v =q 0 /v 1 ,=1 110 /0.77 =1441 (kJ/m 3 ),

Travaux théoriques spécifiques de compression :

q vn = je 2 -je 1 ,=1 800 -1440= 360 (kJ/kg),

La chaleur reçue par 1 kg de fluide frigorigène dans le condenseur :

q À = je 2 - je 3 ",=1 800 - 370=1 430 (kJ/kg),

La chaleur reçue par 1 kg de réfrigérant dans le sous-refroidisseur :

q Par = je 3 " - і 3 ,=370 - 330 = 40 (kJ/kg),

La chaleur que reçoit 1 kg de réfrigérant dans le condenseur et le sous-refroidisseur :

q k+ par = je 2 - і 3 , =1 800 - 330=1 470 (kJ/kg),

Bilan thermique de la machine frigorifique :

q = q 0 +q vn ,=1110 + 360 =1 470 (kJ/kg),

Coefficient de performance théorique :

 =q 0 /q vn , =1 110 / 360= 3,1

Le coefficient de performance d'une machine frigorifique fonctionnant en cycle de Carnot inversé aux mêmes températures d'ébullition et de condensation est :

 À =T 0 /(T À -T 0 )=(273-22)/((273+ 33) - (273-22))= 4,2

3. Sélection du compresseur

De la condition, on sait que Q 0 = 2 kW Alors:

1. Capacité massique accrue du compresseur :

g 0 =Q 0 /q 0 , =2/ 1110 = 0, 0018 (kg/s),

2. Le volume de vapeur de réfrigérant absorbé par le compresseur de la machine frigorifique :

V 0 = G 0 v 1 ,= 0,0018 · 0,8= 0,0014 (m 3 /Avec)

3. Je calcule le coefficient d'alimentation du compresseur λ :

λ = λ Avec · λ´ w =0, 64 0 0,8=0,5

Calcul du facteur de volume λ Avec en tenant compte du fait que pour les compresseurs fonctionnant à l'ammoniac, l'espace mort relatif C = 0,045, indice polytropique de détente (pour compresseurs à ammoniac m = 0,95...1,1)

Coefficient λ´ w en tenant compte des pertes volumétriques qui se produisent dans le compresseur, je la calcule selon la formule :

λ´ w =T 0 / T À =251/ 310= 0,8

On vérifie le coefficient d'alimentation du compresseur à l'aide du schéma, en tenant compte

P = Pk/Po (taux de compression) P = 0,105à λ =0, 5.

4. Volume décrit :

V h = V 0 /λ, = 0,0014/ 0,5=0,0028 (m 3 /Avec)

Je sélectionne un groupe compresseur en fonction de ce volume : 1A110-7-2.

Pour la sélection finale, nous effectuerons le calcul et la sélection du moteur électrique KM.

4. Sélection du moteur électrique KM

1. Nous déterminons d'abord la puissance théorique (adiabatique) N T (en kW) du compresseur :

N t = G 0 ·q bah =0, 0018 · 360 = 0.64 kW.

2. Je détermine la puissance réelle (indiquée) N i (en kW) du compresseur :

N je =N T / η і , =0,64/ 0,79 = 0,8 kW.

Indicateur d'efficacité Je prends la valeur moyenne.

3. Calculer la puissance effective du CM :

N e =N je / η =0,8/ 0,87= 0,9 kW.

Sur la base d'une certaine puissance effective N e (en kW) sur l'arbre du compresseur (selon l'annexe 5), j'ai sélectionné le moteur électrique AOP 2-82-6 pour le compresseur avec une réserve de marche de 10...15 %. Ceci ne s'applique pas aux moteurs électriques intégrés dont la puissance peut être nettement inférieure.

5. Sélection du condensateur

Pour sélectionner un condenseur de machine frigorifique, vous devez d'abord déterminer la charge thermique sur le condenseur Q k (en kW).

1. La charge thermique réelle, prenant en compte les pertes pendant le processus de compression, est déterminée par la formule :

Q k d =Q 0 +N je = 2 + 0,8 = 2,8 kW

Q k t = G 0 ·q k+p = 0,0018 · 1470= 2, 7 kW.

3. Depuis Q k d > Q k t = 2,8 > 2,7 , la charge thermique est donc inférieure à la charge thermique réelle.

Lors du calcul des paramètres, un condenseur évaporatif avec un flux thermique spécifique a été adopté q F = 2000W/m 2

Surface de transfert de chaleur requise du condenseur :

F = Q k/ q= 2,7 / 1 470 = 0,0018 m 2

Selon l'annexe 6, j'accepte un condenseur évaporatif IR - 90 d'une superficie de la section principale de 75 m2 ; par conséquent, j'accepte pour l'installation deux de ces sections d'une superficie totale de 150 m2

6. Conclusion

Lors du calcul du mode de fonctionnement d'une machine frigorifique et de la sélection de l'équipement de réfrigération correspondant, j'ai maîtrisé les bases et les principes de fonctionnement d'un groupe frigorifique pour la congélation de la viande. A partir de données initiales (température de l'air et humidité relative), j'ai appris à trouver et calculer les températures : ébullition, condensation, aspiration et hypothermie. Et entrez ces valeurs caractérisant les paramètres et l'état physique du réfrigérant (ammoniac) dans le diagramme lgp – i.

De plus, lors de l'exécution de RGR, j'ai appris à sélectionner correctement et économiquement l'équipement nécessaire (condenseur, compresseur et moteur).

MACHINES FRIGORIFIQUES

Les compresseurs des machines frigorifiques à vapeur font partie d'un système hermétiquement fermé et sont conçus pour aspirer le réfrigérant de l'évaporateur afin de maintenir la pression dans ce dernier. R. Ô , compression de la vapeur et poussée dans le condenseur sous pression R. À nécessaire à la liquéfaction.

Les performances du compresseur sont caractérisées par la capacité frigorifique de la machine et dépendent de la conception, du mode de fonctionnement de la machine frigorifique et du réfrigérant sur lequel elle fonctionne.

CLASSIFICATION DU COMPRESSEUR

Dans les machines frigorifiques à vapeur, on utilise des compresseurs à piston à mouvement alternatif, des compresseurs rotatifs à rotor à piston rotatif, des compresseurs à vis et des turbocompresseurs. Le domaine d'application des différents types de compresseurs est indiqué dans le tableau. .

Actuellement, les compresseurs à pistons sont les plus utilisés.

Les compresseurs à piston sont classés comme suit :

selon la capacité de refroidissement standard : petite - jusqu'à 12 kW (jusqu'à 10 000 kcal/h) ; moyen - de 12 à 90 kW (de 10 à 80 000 kcal/h) ; grand - plus de 90 kW (plus de 80 000 kcal/h) ;

par étages de compression : un, deux et trois étages ;

dans le sens de déplacement de l'agent dans le cylindre : écoulement direct avec le déplacement de l'agent dans le cylindre en une direction et l'emplacement de la soupape d'aspiration au bas du piston ; indirect, dans lequel les soupapes d'aspiration et de refoulement sont situées dans le couvercle du cylindre et l'agent change la direction du mouvement en suivant le piston ;

par nombre de cylindres : monocylindres et multicylindres ;

selon l'emplacement des axes du cylindre : horizontal, vertical et angulaire (en U, en éventail et radial) ;

selon la conception du cylindre et du carter : bloc-carter (avec une coulée commune du bloc-cylindres et du carter) ; avec des cylindres individuels coulés en bloc ou individuellement ;

par le nombre de cavités de travail : simple action, dans laquelle le fluide frigorigène est comprimé par un seul côté du piston, et double action, où la compression s'effectue alternativement par les deux côtés du piston ;

selon la conception du mécanisme à manivelle : traverse simple effet sans tête et double effet ;

par type d'entraînement : avec un moteur électrique monté sur l'arbre du compresseur ; avec connexion directe via un accouplement et avec entraînement par courroie ;

selon le degré d'étanchéité : scellé avec un moteur électrique intégré dans un boîtier soudé sans connecteurs ; sans joint (semi-hermétique) avec moteur électrique intégré, mais couvercles amovibles ; avec un entraînement externe et un joint d'étanchéité à l'extrémité de l'arbre dépassant du carter moteur pour le raccordement à un moteur électrique séparé via un embrayage ou un entraînement par courroie trapézoïdale ; avec carter ouvert et joint de presse-étoupe pour la tige à la sortie du cylindre (croix double effet).

Les caractéristiques techniques des compresseurs à piston produits en série en URSS sont données dans le tableau. Et.

Les plus courants sont les compresseurs à flux indirect et direct sans traverse.

Les schémas des compresseurs verticaux à flux indirect sans traverse sont présentés dans la Fig. , et un arbre vertical à flux direct avec un joint d'huile - sur la Fig. .

Le mouvement du moteur électrique est transmis au vilebrequin 2 (voir fig., UN) par entraînement par courroie ou connexion directe via un accouplement. Un effort vilebrequin, situé dans le carter /, est transmis à la bielle 3 et le piston 4 , au cours duquel un processus de travail est effectué dans le cylindre du compresseur (aspiration, compression et expulsion de vapeur de réfrigérant).

Le mécanisme à manivelle, composé d'un vilebrequin, d'une bielle et d'un piston dans un compresseur à tête transversale, est conçu pour convertir le mouvement de rotation uniforme de l'arbre en un mouvement alternatif irrégulier du piston.

Poulie de volant 10 Le compresseur est conçu pour transmettre le mouvement du moteur, ainsi que pour égaliser la charge sur le moteur. La poulie du volant est massive et du fait de son inertie, elle, recevant la même quantité d'énergie provenant du moteur, la stocke lorsque le piston s'éloigne du point mort, et libère la réserve d'énergie lorsque le piston s'approche du point mort.

Dans un petit compresseur à flux indirect, vannes d'aspiration et de refoulement 6 Et 8 situé dans le couvercle intérieur supérieur 2. Culasse 7 divisé en cavités d'aspiration et de refoulement. Lorsque le piston descend, la pression dans le cylindre 5 diminue, provoquant l'ouverture de la soupape d'aspiration 6, et la vapeur pénètre dans la cavité de travail du cylindre. Lorsque le piston monte, la vapeur est comprimée à travers la soupape de décharge. 8 est poussé hors du cylindre. Les vannes d'aspiration et de refoulement du compresseur sont automatiques. Ils s'ouvrent et se ferment sous l'influence de la différence entre les pressions des deux côtés du plateau de commande de la vanne.

Dans les compresseurs à flux indirect moyen et grand, les vannes d'aspiration sont situées en périphérie (voir, Fig. , b), ce qui a permis d'augmenter la surface d'écoulement à la fois de l'aspiration 6 et du refoulement 8 vannes

Dans un compresseur à flux direct (voir figure), les vannes d'aspiration 9 situé dans la partie supérieure du piston, et l'évacuation 5 dans le couvercle intérieur supérieur. Forme du piston 10 compresseur direct étendu. Le piston présente une cavité sous les soupapes d'aspiration, qui communique avec le tuyau d'aspiration du compresseur, mais est séparée du carter par une cloison 1. Le tuyau d'aspiration du compresseur est situé à mi-hauteur du cylindre et communique avec la cavité du piston, et le tuyau de refoulement est dans la partie supérieure du cylindre. À mesure que le piston descend dans la cavité de travail du cylindre, la pression diminue. Les soupapes d'aspiration du piston s'ouvrent sous l'influence de la pression de la vapeur dans la cavité du piston, ainsi que de l'inertie des plaques de soupape, et la vapeur pénètre dans la cavité de travail du cylindre. Au fur et à mesure que le piston monte, les soupapes du piston se ferment et la vapeur est comprimée et expulsée par les soupapes de décharge situées en haut du cylindre.

Dans les compresseurs à flux direct, le couvercle intérieur supérieur 8, dit couvercle de sécurité (faux couvercle), n'est pas fixé au cylindre, mais est plaqué contre lui par un ressort tampon 7. Il protège le compresseur d'un accident (hydraulique choc) lorsque de l'ammoniac liquide pénètre dans le cylindre. Si une quantité importante de liquide pénètre dans le cylindre, elle n'a pas le temps de traverser la petite section des soupapes de décharge du compresseur, ce qui entraîne une forte augmentation de la pression dans le cylindre. Dans ce cas, le ressort tampon 7 est comprimé, le faux couvercle est soulevé et le liquide sort dans la cavité de refoulement par l'espace résultant entre le couvercle et le cylindre.

Les compresseurs à flux indirect dotés d'une soupape d'aspiration périphérique utilisent également souvent de faux couvercles. Dans les petits compresseurs à flux direct, dont les soupapes sont situées dans une plaque à soupapes fixe, un deuxième ressort tampon plus rigide est installé sur la soupape de refoulement. Ce ressort, lorsque la pression dans le cylindre augmente de manière excessive, provoquée par l'entrée d'une quantité importante d'huile ou de liquide réfrigérant, est comprimé et la soupape de décharge peut s'ouvrir davantage.

Pour protéger le compresseur des accidents lorsque la pression de refoulement augmente de manière excessive, par exemple lors du démarrage du compresseur avec la vanne de refoulement fermée 13 (voir figure) ou s'il n'y a pas d'eau sur le condenseur, une soupape de sécurité est prévue 16. Lorsque la pression de refoulement est supérieure à celle admissible, il s'ouvre et relie le côté refoulement du compresseur au côté aspiration (jusqu'aux vannes d'arrêt).

Riz. . Schémas des compresseurs verticaux à traverse à flux indirect :

UN- avec soupapes d'aspiration et de refoulement situées dans le couvercle du cylindre ; b - avec emplacement périphérique du clapet d'aspiration : 1 - carter moteur ; 2 - vilebrequin ; 3 - bielle ; 4 - pistons ; 5 - cylindre ; 6 - la soupape d'aspiration; 7 - culasse ; 8 - soupape de décharge ; 9 - panneau de vannes ; 10 - volant moteur.

Une vanne de dérivation est conçue pour décharger les gros compresseurs verticaux lors du démarrage. 15. Il est ouvert avant d'allumer le compresseur, et lors de son démarrage, les cavités de refoulement et d'aspiration sont connectées. Cela élimine la compression dans le compresseur et réduit les besoins en énergie lors du démarrage, puisque l'énergie est dépensée uniquement pour entraîner le compresseur et surmonter les forces d'inertie et l'augmentation du frottement. Lors du démarrage automatique du compresseur, une vanne de dérivation électromagnétique est utilisée. Dans la nouvelle série de compresseurs, les vannes de dérivation ne sont pas utilisées, mais des moteurs électriques avec un couple de démarrage accru sont installés.

Riz. . Schéma d'un compresseur vertical à traverse à flux direct :

1 - carter moteur ; 2 - vilebrequin ; 3 - bielle ; 4 - cylindre ; 5 vannes de décharge ; 6 - couvercle de cylindre ; 7 - ressort tampon ; 8 - couverture de sécurité (fausse); 9 - les vannes d'aspiration ; 10 - piston; 11 - volant moteur ; 12 - presse-étoupe ; 13 - vanne d'arrêt de pression ; 14 - vanne d'arrêt d'aspiration ;

15 - démarrage de la vanne de dérivation ; 16 - soupape de sécurité.

Les avantages des compresseurs à flux direct sans tête croisée avec soupapes d'aspiration situées dans le piston sont l'absence d'échange thermique entre les cavités d'aspiration et de refoulement (λ augmente w), disposition libre des vannes, ce qui permet d'augmenter leur surface d'écoulement et de réduire les pertes dues à l'étranglement dans les vannes (λ augmente je ). L'inconvénient de ces compresseurs est la masse importante du piston, à la suite de laquelle les forces d'inertie augmentent, l'équilibre de la machine se détériore et les frottements augmentent, ce qui empêche une augmentation de la vitesse de rotation de l'arbre du compresseur. La conception du piston d’un compresseur à flux direct est plus complexe et l’accès à la soupape d’aspiration est difficile. Dans les compresseurs à flux direct, les réfrigérants avec haute température en fin de compression (principalement de l'ammoniac, pour lequel une surchauffe importante lors de l'aspiration n'est pas souhaitable).

Dans les compresseurs à tête transversale à flux non direct, le piston sans soupapes a une taille et un poids plus petits. Il peut être réalisé à partir d'alliages légers, ce qui entraîne une réduction des forces d'inertie et permet une augmentation de la vitesse de l'arbre. La contrainte liée à la disposition des soupapes uniquement dans le couvercle d'un compresseur à flux non direct peut être éliminée en utilisant une disposition périphérique des soupapes d'aspiration (voir Fig. ,b). Dans le même temps, la zone d'écoulement des vannes d'aspiration et de refoulement augmente et l'échange thermique entre les cavités d'aspiration et de refoulement diminue.

Actuellement, la préférence est donnée aux compresseurs à flux indirect, y compris pour les compresseurs à ammoniac.

PIÈCES DU COMPRESSEUR

Les principales pièces des compresseurs sont les carters (blocs de carter), les cylindres, les pistons avec segments de piston, un mécanisme à manivelle (tige, traverse, bielle, arbre), des joints d'étanchéité, des vannes (aspiration, refoulement et sécurité) et un dispositif de lubrification.

Carters. Dans les compresseurs à traverse, les carters (Fig.) constituent la base de la fixation de toutes les pièces de la machine. De plus, ils absorbent toutes les forces générées dans le compresseur.

Riz. . Carters et cylindres des compresseurs à traverse :

UN- cartographie du compresseur FV6 : 1 - bride d'accouplement ; 2 - couvercle de carter ; 3 - douilles pour roulements principaux ; 4-surface inférieure ; 5 - couvercle

Joint Huile;

b- carter du compresseur quatre cylindres en forme de Y AU200 : 1 - trou pour le voyant ; 2 - douille pour roulements principaux ; 3 - trou pour la valve d'aspiration ; 4- prise de pompe à huile; 5 - trou pour vidanger l'huile du carter moteur ;

V- cylindre de compresseur à débit indirect FV6 ;

g- cylindre du compresseur de carter à flux direct (assemblé) : 1 - carter ; 2 - chemise de cylindre ;

3 - bagues d'étanchéité en caoutchouc; 4 - couvercle de valve ; 5 barres pour la fixation des manchons ; 6 - ressort tampon ; 7 - couvercle extérieur du cylindre ; 8 - chemise d'eau de refroidissement.

Les carters des compresseurs à tête transversale sont fermés et sous pression d'aspiration. Ils contiennent un mécanisme à manivelle et un dispositif de lubrification. Le niveau d'huile dans le carter est surveillé à travers le voyant. Pour accéder au mécanisme à manivelle et au dispositif de lubrification, des couvercles latéraux et d'extrémité sont amovibles.

Dans les petits compresseurs, des carters avec un couvercle d'extrémité sont généralement utilisés (Fig. ,a). Les cylindres sont fixés à la bride supérieure du carter moteur par des goujons.

Dans les compresseurs moyens et grands, les carters sont moulés comme un seul bloc avec les cylindres (carter) (Fig. ,b). Cela réduit le nombre de connecteurs, améliore l'étanchéité et garantit l'emplacement initial précis des axes des cylindres par rapport à l'axe des trous de roulement du vilebrequin.

Les carters et carters sont en fonte Sch18-36 ou Sch21-40. Dans les petits compresseurs utilisés dans les véhicules frigorifiques, les alliages d'aluminium sont utilisés dans la fabrication des carters et des carters pour alléger leur poids.

La principale exigence des carters est une rigidité et une résistance suffisantes. Lors de l'usinage des carters et carters, les conditions suivantes doivent être respectées : les axes des trous pour les roulements de vilebrequin doivent être parallèles au socle, ainsi qu'au plan de montage du bloc-cylindres et perpendiculaires au plan des flasques d'extrémité.

Cylindres. Dans les compresseurs à traverse simple effet, ils sont fabriqués sous forme de blocs à deux cylindres (Fig. V) ou sous la forme d'un bloc commun avec le carter (voir Fig., b et G). Les chemises sont pressées dans les cylindres du carter 2, protégeant le carter de l’usure et facilitant les réparations. Les parois du cylindre subissent des forces provenant de la pression de vapeur, de l'élasticité des segments de piston, ainsi que des forces normales du mécanisme à manivelle.

En partie inférieure, les cylindres des compresseurs à traverse communiquent avec le carter moteur, et en partie supérieure ils ont des couvercles extérieur et intérieur (soupapes). Dans certains compresseurs indirects, les couvercles intérieurs sont fixés rigidement entre le cylindre et le couvercle extérieur.

Dans les compresseurs à flux direct et certains compresseurs à flux indirect, le couvercle de soupape 4 carter (voir fig., G) pressé contre le cylindre par un ressort tampon 6, conçu pour une pression de 0,35 MPa≈3,5 kgf/cm 2.

Dans les compresseurs moyens et grands fonctionnant à l'ammoniac et au R22, où la température de refoulement atteint 140-160°C, les cylindres sont équipés de chemises de refroidissement par eau. 8 (voir fig., d). Les couvercles de cylindres sont parfois également réalisés avec une cavité d'eau. Dans les compresseurs fonctionnant au R12 et R142, où la température de refoulement ne dépasse pas 90°C, les cylindres et les couvercles sont moulés avec des nervures (voir Fig. 25, V) pour un refroidissement plus intensif avec de l'air. Le refroidissement des cylindres garantit un fonctionnement plus économique des compresseurs.

Les cylindres et les chemises sont en fonte Sch 18-36 ou Sch21-40. Les cylindres des grands compresseurs sont alésés selon la 2ème classe de précision, les petits compresseurs hermétiques - selon la 1ère classe, selon le système de trous. Pour réduire la friction pendant le mouvement du piston et créer une densité fiable, les cylindres sont rectifiés. Une fois assemblés, les axes des cylindres doivent être perpendiculaires à l’axe de l’arbre. La propreté de la surface du miroir ne doit pas être plus rugueuse que le grade 8 pour les cylindres des compresseurs à tête transversale à presse-étoupe et au moins le grade 10 pour les cylindres des compresseurs hermétiques.

Dans les compresseurs sans tête cruciforme avec pistons et segments de piston en fonte, l'écart entre le cylindre et le piston est de 0,001 du diamètre du cylindre, et dans les petits compresseurs avec un diamètre de cylindre allant jusqu'à 50 mm, qui utilisent des pistons sans segments de piston, il est de 0,0003. du diamètre du cylindre.

Piston. Dans les compresseurs verticaux sans tête en forme de V et en forme de V, des pistons de type tronc sont installés (Fig.). Il s'agit d'une structure creuse d'une seule pièce. Dans les compresseurs à flux indirect, les pistons ne sont pas traversants (Fig. UN Et b) conception dotée. Le haut du piston est façonné pour épouser la forme du couvercle de soupape du cylindre.

Riz. . Pistons de compresseur :

UN- flux indirect sans tête de croix VF6 : 1 - rainures pour l'étanchéité des segments de piston ; 2 - trou

Pour axe de piston; Évidement à 3 anneaux pour anneau à ressort ; 4 - rainure pour segment de piston de vidange d'huile ;

b - flux direct P110 : 1 - corps de piston ; 2-étanchéité segments de piston; 3-anneaux à ressort ; 4 - segment de piston racleur d'huile ; 5 - axe de piston ; 6 - bielle ;

V- flux direct (assemblé) : 1 - corps de piston ; 2 - rainures pour sceller les segments de piston ; 3-- axe de piston ; 4 - rainures pour segments de piston racleur d'huile ; Anneau à 5 ressorts ; 6 - la soupape d'aspiration;

g- traverse horizontale : 1 - piston ; 2 - vis; 3- segment de piston; 4 - tige; 5 - épingle; 6 - une ceinture en régule sur la surface d'appui du piston.

Piston traversant d'un compresseur à flux direct de type tronc (Fig. , V) a une forme allongée. Le piston est équipé de fenêtres ou de canaux à travers lesquels la vapeur de réfrigérant provenant du tuyau d'aspiration s'écoule vers les soupapes d'aspiration situées au sommet du piston. La cavité d'aspiration est séparée du carter par une cloison dans le piston.

Le piston d'un compresseur à traverse est relié à la bielle par un axe de piston flottant 3 (voir fig., V). L'axe de piston flottant est limité par des anneaux à ressort contre le mouvement axial 5.

Sur la surface des pistons se trouvent des rainures pour l'étanchéité 2 et grattoir à huile 4 segments de piston. Les segments de piston racleur d'huile dans les compresseurs à flux direct sont installés sur le bord inférieur du piston, dans les petits compresseurs à flux non direct - directement derrière les bagues d'étanchéité (voir Fig. ,a) et dans les grands à flux non direct - au bord inférieur du piston (voir Fig. ,b). Les pistons d'un diamètre allant jusqu'à 50 mm sont fabriqués sans segments de piston, mais avec des rainures en surface pour la lubrification.

Dans les compresseurs à traverse horizontale, les pistons sont en forme de disque (Fig. , d). Il y a des rainures sur la surface du piston pour accueillir les segments de piston. 3. Piston avec tige 4 relié par un écrou 2. Pour éviter que l'écrou ne se dévisse, arrêtez-le en appuyant sur le bord UNécrous dans l'une des rainures de la tige.

Dans les compresseurs à deux et trois étages, des pistons différentiels (étagés) sont utilisés.

Les pistons de type trône sont fabriqués en fonte Sch21-40 ou Sch24-44 de haute qualité, ainsi qu'en alliage d'aluminium (sans additif de magnésium) Al5. Pour fabriquer des pistons sans segments de piston, on utilise de la fonte spéciale ou de l'acier à faible teneur en carbone. Les pistons des compresseurs horizontaux sont en fonte ou en acier avec une courroie Babbitt sur la partie inférieure, et les écrous de piston sont en acier St. 35.

Dans les pistons à tronc, les trous pour l'axe de piston doivent être coaxiaux et leurs axes perpendiculaires à la génératrice du piston (afin que lors de l'assemblage avec la bielle, le piston ne soit pas biaisé par rapport à l'axe du cylindre) ; dans les pistons en forme de disque, le trou pour la tige doit être concentrique à la surface cylindrique extérieure du piston et la surface de l'extrémité de support de la tige doit être perpendiculaire à l'axe du piston. Les rainures des segments de piston doivent être parallèles entre elles et leurs surfaces latérales doivent être perpendiculaires à la génératrice du piston.

Riz. . Segments de piston :

UN- étanchéité : I-lock

chevaucher; II - oblique ; III - droit; b - grattoir à huile : I - conique ;

II - avec des fentes.

P. anneaux de corne. Il existe des bagues d'étanchéité et des bagues racleurs d'huile. Les joints toriques sont conçus pour créer une étanchéité entre les parois du cylindre et le piston lors de son mouvement, et les anneaux racleurs d'huile sont conçus pour éliminer l'excès d'huile des parois du cylindre. Pour une bonne étanchéité, le segment de piston doit être bien ajusté au cylindre en tous points sur la surface extérieure et exercer une pression uniforme sur le cylindre. Les extrémités des segments de piston doivent être strictement perpendiculaires à la génératrice de la surface extérieure. Les segments de piston ont une fente appelée verrou. Il existe trois types de verrouillage à piston : à chevauchement, oblique, droit (Fig. , UN). Les verrous les plus couramment utilisés sont les verrous à recouvrement et en biais, qui assurent une étanchéité fiable. Les bagues racleurs d'huile diffèrent des bagues d'étanchéité en ce que sur leur surface extérieure se trouvent un biseau formant une surface conique, ou des fentes en forme de rainure sur la surface de la bague (Fig. ,b). Les segments racleurs d'huile sont installés sur le piston avec le cône vers le haut. Au fur et à mesure que le piston monte, un coin d'huile est créé entre le segment et la paroi du cylindre, pressant le segment dans la rainure du piston, de sorte que l'huile ne monte pas vers le haut. Pour garantir qu'il n'y a aucun obstacle à la compression de la bague, des trous sont percés dans la rainure pour communiquer avec l'intérieur du piston, à travers lesquels l'huile ou la vapeur sort de la rainure. Au fur et à mesure que le piston descend, l'huile est éliminée du miroir du cylindre par le segment racleur d'huile, collectée dans une rainure sous le segment et s'écoule à travers les trous du piston dans le piston et le carter.

La plupart des compresseurs à traverse ont deux à quatre joints toriques et un ou deux anneaux d'huile. Les compresseurs à traverse horizontale utilisent uniquement des joints toriques.

Les segments de piston sont en fonte Sch21-40 avec une dureté Rockwell de 91 à 102 unités, et dans les nouveaux modèles de compresseurs, en plastique (nylon stabilisé thermiquement). Pour augmenter l'élasticité, des extenseurs en ruban d'acier sont placés entre le piston et les segments en plastique.

Pour éviter le coincement des segments de piston et l'éraflure du miroir du cylindre, les verrous des anneaux en état de fonctionnement doivent avoir des jeux. L'écart dans le verrouillage du segment de piston à l'état de non-fonctionnement est d'environ 0,1 du diamètre du segment et à l'état de fonctionnement - 0,004 du diamètre du cylindre. Les anneaux de verrouillage doivent être décalés les uns par rapport aux autres d'environ 90°. Les fuites de vapeur à travers les segments de piston réduisent le débit du compresseur et le frottement des segments de piston contre les parois du cylindre entraîne une augmentation de la consommation d'énergie.

Les exigences relatives aux segments de piston sont une élasticité suffisante, une circularité de l'extrémité du segment par rapport à la génératrice extérieure, un ajustement serré de la surface extérieure des segments aux parois du cylindre.

Action. Il est utilisé dans les compresseurs à traverse horizontale pour relier le piston à la traverse. Avec une traverse, la tige est fixée avec des filetages ou des boulons, et avec un piston - avec un écrou de piston (voir Fig. ,d). La tige est en acier au carbone structurel St.40 ou St.45. Sa surface est cimentée et polie.

Traverse. Il est conçu pour relier la tige à la bielle, effectue un mouvement linéaire alternatif et se compose d'un boîtier 1 et deux chaussures 2 (riz.). Un jeu d'entretoises est placé entre le corps et les chaussures 3 pour vérifier les lacunes. La forme de la surface de glissement du patin, et donc des guides, est cylindrique.

La traverse est reliée à la tige par des boulons avec écrous crénelés 6, sécurisé contre le retournement. Le corps de la traverse est en fonte d'acier et les patins sont en fonte grise à grains fins ou en acier renforcé de Babbitt. La goupille cruciforme est en acier au carbone St.20 et St.45 ou en acier chromé 20X et 40X. Pour conférer de la dureté, le doigt est cimenté, durci et meulé jusqu'à une propreté de classe 9. La surface du doigt est traitée selon les 1ère et 2ème classes de précision.

Riz. . Traverse horizontale du compresseur d’ammoniac :

1 - corps ; 2 - chaussures ; 3- tampon; 4 et 5 rondelles ; 6 - un écrou crénelé pour la fixation de la tige ; 7 - tige.

Bielle. Il relie le vilebrequin au piston ou à la traverse et est une bielle 1 avec des têtes aux extrémités dont l'une est monobloc 2 et l'autre est détachable 3 (Fig., a). Le connecteur peut être droit (perpendiculaire à l'axe de la tige) ou oblique. La tête fendue est remplie de régule 7, ou a une doublure remplie de régule, et est fixée au vilebrequin avec des boulons de bielle. 4 avec écrous crénelés 5. Un jeu de fines cales est placé entre les moitiés de la tête de bielle de chaque côté 6. Si le régule est légèrement usé, vous pouvez retirer une partie des joints et restaurer l'espace précédent entre l'arbre et la surface intérieure de la tête de bielle (ce qu'on appelle l'étirement du roulement). Les compresseurs des nouveaux modèles sont équipés de doublures Babbitt à paroi mince. Ce liner comporte deux couches de ruban d'acier de 0,25 mm d'épaisseur, recouvertes d'une couche de régule de 1,7 mm d'épaisseur. Dans ce cas, aucun jeu de cales n’est installé.

La tête fermée d'un compresseur à tête transversale est dotée d'une bague en bronze enfoncée 8 et est relié au piston par un axe de piston. Les plus largement utilisés sont les axes flottants qui tournent librement dans l'alésage du piston et dans la douille de bielle. Leur mouvement axial est limité par des anneaux à ressort ou des bouchons en matériaux antifriction.

Certains modèles de petits compresseurs utilisent des bielles en bronze ou en aluminium avec deux têtes monobloc (Fig. ,b). De telles bielles correspondent à un arbre droit avec un excentrique (Fig. , d).

À roulements de bielle le pétrole est fourni par des canaux 9 Et 10 (voir Fig. ,a), et avec lubrification forcée (par pompe) des têtes inférieures - le long des perçages de l'arbre du compresseur.

Riz. . Détails du mécanisme à manivelle :

a-bielle à tête fendue inférieure : 1 - tige ;

2 - tête monobloc ; Tête divisée en 3 ;

4 - boulons ; 5 - noix de château; 6 - tampon ;

7 - doublure; 8 - bague en bronze ; 9, 10 - canaux d'approvisionnement en pétrole; b- bielle à têtes monoblocs ;

V- vilebrequin : 1- tourillons principaux ; 2 - joues;

9 - tourillons de bielle; 4 - contrepoids ; 5 - col pour joint d'huile ; g- arbre excentrique avec bielle : 1 - arbre ;

2 - des contrepoids ; 3 - bielle; d- mécanisme à manivelle : 1 - vilebrequin ; 2 - glissière; 3 étapes ; 4 - piston.

Les bielles à tête fendue sont en acier au carbone St.40 et St.45 forgées ou estampées avec recuit et normalisation ultérieurs, les boulons de bielle sont en acier chromé 38ХА ou 40ХА et les axes de piston sont en acier au carbone St.20. et St.45 ou acier chromé 20X et 40X. Les axes de piston sont trempés et la surface de travail est meulée jusqu'à une propreté d'au moins classe 9.

Arbre. L'arbre doit être rigide, durable et ses surfaces de frottement doivent être résistantes à l'usure. Il existe des vilebrequins (Fig., b), des excentriques (dans les petits compresseurs) (voir Fig., d) et des manivelles (Fig., d). Ces derniers sont utilisés dans le mécanisme à manivelle des petits compresseurs hermétiques. Ce mécanisme de déplacement est constitué d'un vilebrequin 1 et d'un coulisseau 2, qui se déplace perpendiculairement à l'axe du maillon 3, soudé au piston 4,

Les arbres les plus courants sont les arbres à double manivelle et à double support. Les genoux sont décalés de 180°. Il y a des contrepoids sur les tourillons d'arbre, conçus pour équilibrer les forces d'inertie. Une, deux, trois ou quatre bielles sont fixées à chaque tourillon d'arbre.

Les supports d'arbre sont des roulements. Dans les compresseurs à traverse, les roulements principaux sont le plus souvent utilisés - à billes et à rouleaux. Cependant, des bagues en bronze et en fonte sont également utilisées comme roulements. Dans les petits compresseurs à grande vitesse, des paliers lisses sont utilisés pour réduire le bruit. Les compresseurs horizontaux à traverse utilisent des paliers lisses remplis de régule. Lors de l'installation de l'arbre, ces roulements sont grattés le long des tourillons.

Les vilebrequins des compresseurs sont en acier au carbone St. 45 ou en acier au chrome 40X sous forme de forgeage ou d'emboutissage. Des canaux de pétrole sont forés dans le puits. Les tourillons principaux et de bielle des arbres doivent être cylindriques, les axes de tous les tourillons principaux doivent être sur la même ligne droite, les axes des tourillons de bielle doivent être parallèles à l'axe des tourillons principaux, le faux-rond du tourillon principal les journaux ne doivent pas dépasser les limites de tolérance. Pour plus de résistance à l'usure, les tourillons d'arbre sont trempés et revenus jusqu'à ce qu'ils soient durs. R. s =52÷60. Les cous sont chauffés par des courants à haute fréquence. Après traitement thermique, ils sont rectifiés jusqu'à une propreté de classe 9 (pour les paliers lisses).

Poulie de volant. Il est placé sur le vilebrequin sur une clavette et fixé avec un écrou. Lors de l'utilisation d'un entraînement par courroie, la jante du volant comporte des rainures pour les courroies trapézoïdales. Dans le cas d'une transmission directe, le volant-embrayage est destiné uniquement à égaliser la charge sur le moteur.

Joints d'huile. Dans les compresseurs sans tête transversale, ils sont conçus pour sceller l'arbre dépassant du carter, et dans les compresseurs à tête transversale horizontale, ils sont conçus pour sceller la tige afin de sceller complètement la cavité de travail du cylindre du compresseur. Les joints d'étanchéité peuvent être divisés en deux types : les joints d'étanchéité pour compresseurs à traverse avec bagues de friction (acier bronze, acier graphite). Dans de tels joints d'huile, la densité entre les anneaux est créée par l'élasticité des soufflets et des ressorts, ainsi qu'à l'aide d'un bain d'huile, qui fournit un joint hydraulique supplémentaire ; Les joints des compresseurs à traverse sont à chambres multiples avec des anneaux en métal fendu et en plastique fluoré d'une seule pièce.

Joints à soufflet pour compresseurs à traverse. De tels joints d'huile dotés d'une paire de bagues de frottement en acier bronze sont utilisés dans les petits compresseurs dont le diamètre d'arbre peut atteindre 40 mm (Fig. ,a). Un anneau élastique en caoutchouc 1 est placé sur l'arbre du compresseur, sur lequel un anneau en acier est fermement fixé. 2. Les deux anneaux tournent avec l'arbre. Ensuite, une unité représentant un soufflet est posée sans serrer sur l'arbre. 4 (un tube ondulé mince à deux couches), à une extrémité duquel un anneau de bronze 3 est soudé et à l'autre - un verre de guidage 6. La coupelle de guidage est fixée aux joints 7 par un couvercle 8 au carter, la bague en bronze avec le soufflet est donc immobile. Printemps 5 presse un anneau de bronze 3 à l'anneau rotatif en acier 2.

Ces anneaux doivent être bien rodés. La chambre du joint d'huile est remplie d'huile. L'inconvénient du joint à soufflet est que la résistance du soufflet n'est pas entièrement satisfaisante.

Les joints à ressort avec joint d'huile nécessitent moins de main-d'œuvre à fabriquer, sont fiables en fonctionnement et simples à installer et à utiliser.

Le plus avancé est un joint à ressort doté d'une paire d'anneaux de friction, dont l'un est en graphite métallisé spécial et l'autre en acier cémenté.

Joint à ressort simple face en acier graphite pour compresseur à traverse. Un joint d'huile de ce type est illustré à la Fig. ,b. À l'anneau fixe en acier 5 installé dans le couvercle 1 sur le joint 4, La bague d'étanchéité en graphite est pressée 5, installé dans un anneau mobile 6. Anneau 6 placé sur l'arbre sur un anneau élastique en caoutchouc 2. Un anneau mobile avec un insert en graphite est pressé contre un anneau en acier fixe 3 printemps 8, repose sur les rondelles 7.

Joint spi de compresseur double face en acier graphite P110 montré sur la fig. , V. Deux anneaux en acier 3 avec inserts en graphite 4 mettre l'arbre sur des anneaux élastiques en fluoroplastique 8. Entre les anneaux mobiles 3 clip installé 2 t dans lequel se trouvent plusieurs ressorts 9 reposant sur les rondelles 10. Sous l'action de ressorts, anneaux en acier avec inserts en graphite 4 pressé contre des anneaux en acier 5 situés à l'extérieur 6 et interne 12 couvercles de joints d'huile. Lorsque le compresseur fonctionne, des anneaux élastiques et en acier avec inserts en graphite, ainsi qu'une cage avec ressorts, tournent avec l'arbre et les couvercles 6 Et

Riz. . Joints d'huile pour compresseurs à traverse :

UN- des soufflets ;

b- ressort en acier graphite unilatéral ;

V- ressort en acier graphite double face.

12 avec des anneaux 5 sont fixes, les anneaux rotatifs en acier sont fixés avec une barre 7, et le clip est

(vis de blocage 1. La garniture mécanique est assurée par des bagues en plastique fluoré 5, et l'étanchéité de la chambre de la garniture mécanique est assurée par la densité entre les inserts mobiles en graphite 4 (anneaux) et anneaux fixes en acier 5. L'étanchéité complète du joint d'huile est obtenue par un joint d'huile. L'huile est amenée à la chambre du joint d'huile par une pompe à engrenages et évacuée via des perçages dans l'arbre jusqu'aux roulements de bielle. Le couvercle du joint d'huile est doté d'une vanne de commande de dérivation 11, qui maintient la pression d'huile de 0,15 à 0,2 MPa au-dessus de la pression dans le carter.

Pour les petits arbres d'un diamètre allant jusqu'à 50 mm, des joints double face en acier graphite avec un ressort commun concentrique à l'arbre sont utilisés. Dans de tels joints d'huile, aucune bague n'est installée entre les bagues.

Joints d'huile multichambres avec bagues fendues en aluminium et solides en fluoroplastique. Ils sont utilisés uniquement pour sceller les tiges des compresseurs à traverse. La composition d'un tel joint d'huile (Fig.) comprend un pré-joint d'huile et le joint d'huile lui-même.

Dans le boîtier du pré-joint d'huile 5 quatre anneaux brisés sont placés 4, composé de trois parties. Sur la surface extérieure des anneaux se trouve une rainure dans laquelle est inséré un ressort de bracelet. 3. La surface intérieure des anneaux est usinée avec précision et propreté et est pressée contre la tige par des ressorts.

Derrière le boîtier du pré-joint d'huile se trouvent trois anneaux continus 9 en plastique fluoré alterné avec des anneaux 8 en acier (également continus), 10 et 11. Lors du serrage des écrous 2 Les anneaux élastiques en fluoroplastique s'adaptent parfaitement à la tige.

Le joint d'huile lui-même se compose de cinq chambres. Chacun d'eux est un corps (support) 1 en fonte avec une bague d'étanchéité en aluminium 6 et une bague de fermeture 7. La bague de fermeture est coupée radialement en trois parties, et la bague d'étanchéité est constituée de six parties qui chevauchent les fentes radiales. Ces anneaux brisés, comme les anneaux de pré-étanchéité à l'huile, sont entourés de ressorts de bracelet. Le ressort resserre les parties de la bague fendue et les plaque radialement contre la tige. Avec cette conception, la densité est autorégulée, puisqu'au fur et à mesure de l'usure, la bague est plaquée radialement contre la tige. Lorsque la tige est chauffée, l'anneau du presse-étoupe se dilate ; lorsqu'il est refroidi, le processus inverse de compression de l'anneau se produit en raison de l'élasticité des ressorts du bracelet.

Les anneaux brisés sont en alliage d'aluminium. Les ébauches de bagues sont durcies et soumises à un vieillissement artificiel. Les surfaces d'étanchéité des anneaux sont soigneusement traitées et meulées sur la tige, entre elles et sur le corps de la chambre.

Riz. . Joint d'huile multi-chambres pour l'étanchéité de la tige du compresseur de type AO.

Le joint d'huile et la tige sont lubrifiés à partir de la pompe de lubrification via une lanterne à douille spéciale.

La chambre entre le joint d'huile et le pré-joint d'huile est reliée au côté aspiration du compresseur. Par conséquent, lorsque la vapeur d'ammoniac pénètre du cylindre à travers le joint d'huile, elle est aspirée à travers cette chambre par le compresseur. Ainsi, le joint de pré-huile est uniquement sous pression d'aspiration. Le but du pré-joint d'huile est de créer une densité supplémentaire et d'éviter les fuites d'ammoniac lorsque le compresseur est arrêté (en serrant les écrous 2) et l'entrée dans le cylindre et le joint d'huile d'huile de machine simple, qui est utilisée pour lubrifier le mécanisme à manivelle.

Vannes d'aspiration et de refoulement. Dans les compresseurs frigorifiques, ces vannes sont automatiques, c'est-à-dire Ils s'ouvrent sous l'influence de la différence entre les pressions de part et d'autre du clapet, et se ferment sous l'action de l'élasticité du clapet ou du ressort.

Les principaux éléments de toute vanne sont un siège, une plaque qui repose sur le siège, bloquant la section transversale pour le passage, un ressort qui presse la plaque contre le siège et un guide de plaque (douille), qui limite également la montée de la plaque au-dessus du siège. Dans certaines vannes, aucun ressort n'est installé, des plaques à ressort automatique sont alors utilisées. Ils sont fabriqués à partir d'une fine tôle d'acier à ressort d'une épaisseur de 0,2 à 1 mm. Les formes des plaques à soupapes sont variées.

Fig. Vannes des petits compresseurs de réfrigérant à flux indirect : UN-couvercle de valve ;

b - vanne de décharge à bouton-poussoir.

Dans les petits compresseurs à flux indirect, les vannes d'aspiration et de refoulement sont situées dans la partie supérieure du cylindre (à couvercle de soupape). Le couvercle de soupape d'un compresseur indirect à deux cylindres est illustré à la Fig. , UN. Les soupapes d'aspiration sont à deux voies à ressort automatique, les soupapes de refoulement sont des soupapes à tête d'épingle avec ressort (deux soupapes à moulinet pour chaque cylindre).

Selle 2 pour les vannes à rampe d'aspiration, il y a une plaque d'acier avec deux rainures recouvertes de plaques auto-ressortantes 3. Le revêtement est meulé dans la plaque de soupape 1 et fixé avec des boulons. Le guide des soupapes d'aspiration est la plaque à soupapes, dans laquelle se trouvent des rainures correspondant à la déflexion des plaques (voir Fig. , a, coupe selon SON). Des plaques tampons sont situées dans les rainures 10.

Pour que les soupapes d'aspiration du cylindre s'ouvrent, une légère diminution de pression est créée par rapport à la pression du côté aspiration du compresseur (jusqu'à 0,03 MPa≈0,3 kgf/cm2). Sous l'influence de la différence entre les pressions, le ruban, en se pliant, fait passer la vapeur de réfrigérant dans le cylindre à travers les fentes des garnitures et les trous du panneau de vannes. Lorsque les pressions dans le cylindre et dans la cavité d'aspiration sont égalisées, les rubans, en se redressant, bloquent les fentes des garnitures.

La soupape de décharge s'ouvre à l'écart du cylindre, dans laquelle une légère surpression est créée (jusqu'à 0,07 MPa≈0,7 kgf/cm2) au-dessus de la pression de condensation. Sous l'influence de la différence entre les pressions, la plaque de la fosse 5, en montant, comprime le ressort de travail 6 et ouvre le passage pour la vapeur (Fig., b). La vapeur comprimée sort du cylindre dans la cavité de refoulement du compresseur à travers les trous de la plaque de soupape et les fentes de la douille (verre). 4.

Le siège des soupapes de refoulement est la saillie annulaire de la plaque à soupape 1. La plaque d'acier 5 est meulée et pressée contre le siège par le ressort de commande. 6, situé dans la prise 4. De plus, les clapets de décharge sont équipés d'un ressort tampon 7 installé entre le verre 4 et une traversée persistante 8 (Fig. , b).

Si du réfrigérant liquide ou une quantité importante d'huile pénètre dans le cylindre, le ressort tampon permet d'augmenter la levée du plateau de soupape. Les ressorts de commande et les ressorts amortisseurs ont un manchon de guidage commun 9. Les soupapes de décharge se ferment sous l'action de l'élasticité des ressorts.

DANS Dans le compresseur hermétique FG0.7, une vanne de décharge à plaque avec plaque de pression est installée au-dessus du panneau de vannes (Fig.). Plaque de soupape de décharge 2 et la plaque de pression 1 sont fixées en porte-à-faux avec une vis sur le panneau de vannes 4. Sous l'influence de la différence de pressions, la plaque 2 monte avec l'extrémité libre au-dessus de la plaque de soupape 4 et fait passer la vapeur comprimée dans la cavité de décharge. La vanne se ferme sous l'action de l'élasticité du plateau à clapet 2 et du plateau de pression 1. Vanne d'aspiration 3 roseau, auto-ressort.

Riz. . Panneau de vannes

compresseur FG0.7.

Les vannes des compresseurs à traverse à flux non direct de moyenne et haute capacité sont illustrées à la Fig. . La soupape d'aspiration de ces compresseurs est située en périphérie. C'est une plaque annulaire 2 (d'un diamètre supérieur au diamètre du cylindre), pressé par plusieurs ressorts hélicoïdaux cylindriques 3 au siège 1, qui est l'extrémité de la chemise de cylindre (Fig. UN). Les ressorts de pression sont situés dans la douille 4, limiter la montée du plateau à une hauteur de 1,5 mm (en cas de fonctionnement à moyenne température).

L'espace au dessus du plateau communique avec la cavité du cylindre. Lorsque la pression dans le cylindre diminue, la vapeur provenant de la cavité d'aspiration, surmontant l'élasticité des ressorts presseurs, soulève la plaque et pénètre dans la cavité de travail du cylindre par l'espace entre la plaque et l'extrémité de la chemise de cylindre. Cette conception des vannes permet de contrôler les performances du compresseur en appuyant sur les plaques des vannes d'aspiration. A cet effet, une bobine électromagnétique est installée dans le couvercle (extérieur ou intérieur) 5 (Fig. ,b). Lorsque le courant est activé, un champ magnétique se forme dans la bobine, sous l'influence duquel la plaque 3 est attiré vers la douille et ouvre la valve d'aspiration.

Les soupapes de décharge des compresseurs à flux indirect de moyenne et grande capacité peuvent être de type annulaire (voir Fig. , a) ou à broches (voir Fig. , b).

Le clapet de refoulement mono-anneau est constitué d'un siège 5, d'une plaque annulaire 6, pressé sur la selle par plusieurs ressorts 7, et la douille 8 (voir Fig.a). La selle et la rosace sont boulonnées ensemble 9. La soupape de refoulement n'est pas fixée au cylindre, mais est pressée contre celui-ci (au sommet de l'emboîture de la soupape d'aspiration) par un ressort tampon. 10. Le ressort tampon permet de soulever l'ensemble de la soupape de refoulement jusqu'à une hauteur de 5 mm, ce qui augmente la surface d'écoulement et élimine les contraintes indésirables dans la soupape et la bielle.

Riz. . Vannes de compresseurs à flux indirect de moyenne et grande capacité :

a - compresseur P80 ; b - Compresseur FU40RE : 1 - siège de soupape d'aspiration : 2 - plaque annulaire ;

3 - printemps; 4 - prise; 5 - bobine électromagnétique ; 6 - soupape de décharge à bouton-poussoir.

groupe de pistons (et élimine également la possibilité de choc hydraulique) en cas de liquide réfrigérant ou de quantité importante d'huile pénétrant dans le cylindre.

Dans les compresseurs à flux direct, les plus courantes sont les vannes à ruban à ressort automatique à plaques (Fig.). Les soupapes d'aspiration sont situées au fond du piston et les soupapes de refoulement sont situées dans le couvercle intérieur du cylindre. Selles 1 et douilles de guidage 2 les vannes ont des rainures longitudinales pour le passage de la vapeur. Les rainures des selles sont recouvertes par des plaques à bandes 3. Sous l'influence de la différence des pressions, les plaques, se courbant vers les douilles 2, créent des fentes longitudinales pour le passage de la vapeur. En plus de la déviation, les plaques ont une élévation verticale de 0,2 à 0,4 mm, ce qui offre une section plus grande pour le passage de la vapeur. La vanne se ferme en raison de l'élasticité de la plaque, qui tend à prendre une forme rectiligne, et de la contre-pression de la vapeur. Les vannes à ruban à ressort automatique ont une grande zone d'écoulement et une étanchéité fiable. Les vannes à bande sont également utilisées dans les compresseurs à traverse horizontale.

Les sièges et les douilles de soupape sont en acier au carbone avec traitement thermique, ainsi qu'en fonte de haute qualité, les plaques des soupapes à ressort automatique sont constituées de rubans à ressort en acier traités thermiquement 70S2XA ou U10A d'une épaisseur de 0,2 à 1 mm. Le fil de classe II est utilisé pour la fabrication de ressorts de soupape. Les plaques de soupapes sont rectifiées jusqu'aux sièges.

Riz. . Vannes à ruban à ressort automatique :

UN- aspiration ; b - décharge : 1 - selle ; 2 - prise ; Vanne à bande à 3 plaques ; 4 - vis de fixation,

Les exigences relatives aux vannes sont une surface d'écoulement maximale avec un espace mort minimum, un positionnement opportun sur le siège, l'étanchéité des vannes pendant le fonctionnement et à l'arrêt du compresseur, une durée de vie (pour les petites machines jusqu'à 10 000 heures, pour les machines de grande et moyenne taille jusqu'à 10 000 heures). à 3000 heures). L'étanchéité de la vanne est considérée comme satisfaisante si, après l'arrêt du compresseur fonctionnant à une pression de refoulement de 0,8 MPa≈8 kgf/cm2 et une pression d'aspiration de 0,053 MPa≈400 mm Hg. Art., l'augmentation de pression du côté aspiration du compresseur ne dépassera pas 0,00133 MPa≈10 mm Hg. Art. en 15 minutes

Soupapes de sécurité. Ils sont utilisés pour protéger le mécanisme de mouvement du compresseur contre les surcharges, ainsi que pour protéger le compresseur contre les accidents lorsque la pression de refoulement augmente de manière excessive. La pression peut augmenter, par exemple, lors du démarrage des compresseurs avec une vanne de refoulement fermée ou lorsqu'il n'y a pas d'eau de refroidissement dans le condenseur. La soupape de sécurité est installée sur la conduite reliant le côté refoulement au côté aspiration, jusqu'aux vannes d'arrêt (voir figure).

Riz. . Soupapes de sécurité : UN- balle; 6 - nayerstkovy.

Lorsque le compresseur fonctionne, la soupape de sécurité doit être fermée, mais si la pression dans le cylindre du compresseur devient supérieure à celle autorisée, la soupape de sécurité s'ouvrira et la vapeur du côté refoulement passera au côté aspiration. Cela arrêtera l'augmentation de la pression et éliminera la possibilité d'un accident. La pression d'ouverture de la soupape de sécurité dépend de la différence calculée entre les pressions R. À -R Ô . Pour la dernière série de compresseurs, la différence entre les pressions à l'ouverture des soupapes de sécurité est de 1,7 MPa, et pour la série de compresseurs précédente, elle est de 1 MPa lorsqu'elle fonctionne au R12 et de 1,6 MPa lorsqu'elle fonctionne avec le R717 et le R22.

Les soupapes de sécurité à ressort les plus courantes sont les soupapes à bille (Fig. UN) et un dé à coudre (Fig. ,b). Dans les vannes, le ressort 7 est conçu pour la différence maximale entre les pressions dans le compresseur. Lorsque la différence entre les pressions dépasse la limite admissible, le ressort se contracte. Soupape 3 quitte la selle 1, formant un trou annulaire à travers lequel passe le réfrigérant depuis la cavité de décharge 8 dans la cavité d'aspiration 2. Lorsque les pressions s'égalisent, la vanne se ferme. Vannes à dé à coudre avec joint torique 9 le caoutchouc résistant à la chaleur de l'huile crée un joint plus fiable.

Avant installation sur le compresseur, les vannes sont réglées avec un bouchon 5 vissé dans la vitre 6, et sont testés à l'air pour une différence donnée entre les pressions d'ouverture et de fermeture, ainsi que l'étanchéité du siège (le dernier test est effectué sous l'eau). Après essai, la vanne est scellée (joint 4).

Les soupapes de sécurité sont installées uniquement sur les compresseurs de moyenne et haute capacité. Dans les petits compresseurs, la protection contre une augmentation excessive de la pression de refoulement est assurée uniquement par des dispositifs automatiques.

Dispositif de lubrification. Pour réduire l'échauffement et l'usure des pièces mobiles du compresseur et réduire la consommation d'énergie pour la friction, ainsi que pour créer une densité supplémentaire dans les joints d'huile, les segments de piston et les soupapes, un lubrifiant pour compresseur est utilisé. Les pièces frottantes des compresseurs sont lubrifiées avec des huiles minérales ou synthétiques spéciales qui ont un point d'éclair élevé et un point d'écoulement bas.

L'huile HF-12-18, qui a un point d'éclair non inférieur à 160°C et un point de solidification non supérieur à -40°C, est utilisée pour lubrifier les compresseurs fonctionnant au R12 et R142, l'huile HF-22-24 et HF- 22s-16 (synthétique) avec des points d'éclair respectivement 125-225°C et des points d'écoulement -55°C ÷ -58°C - pour les compresseurs au R22, et les huiles XA, XA-23 et XA-30, ayant un flash point de 160-180°C et point d'écoulement -40 ÷-38 - pour la lubrification des compresseurs d'ammoniac. Le dernier chiffre de la marque d'huile correspond à la viscosité des aliments. Dans les compresseurs à traverse, l'huile industrielle 50 (machine SU) est utilisée pour lubrifier le mécanisme à manivelle ouverte.

Riz. . Schéma de lubrification d'un compresseur à traverse avec entraînement externe.

Les compresseurs utilisent deux systèmes de lubrification : par éclaboussure (sans pompe) et sous pression forcée créée par une pompe à huile. Le réservoir d'huile dans les compresseurs à tête transversale est le carter, dans les compresseurs à tête transversale, il s'agit d'un carter d'huile séparé.

La lubrification sans pompe est utilisée dans les petits compresseurs à entraînement externe. Les têtes de bielle ou les contrepoids du vilebrequin sont immergés dans le bain d'huile du carter et, lors de leur rotation, pulvérisent de l'huile (lubrification à bulles), ou le niveau d'huile est maintenu au centre du vilebrequin (lubrification par inondation).

Dans les petits compresseurs étanches, la lubrification forcée est utilisée : avec une disposition d'arbre verticale, sous l'influence des forces centrifuges (voir figure) qui se produisent lorsque l'arbre tourne ; en position horizontale, à partir d'une pompe rotative. Les compresseurs moyens et grands utilisent une lubrification forcée, généralement à partir d'une pompe à engrenages. La pression d'huile est maintenue à 0,15-0,2 MPa au-dessus de la pression dans le carter du compresseur. Les pompes à engrenages sont situées dans le couvercle du carter (pompe non inondée) et dans le carter sous le niveau d'huile (pompe inondée). Dans le premier cas, l'entraînement s'effectue directement à partir de l'arbre, dans le second, à l'aide d'une paire d'engrenages hélicoïdaux ou droits.

En figue. Le système de lubrification d'un compresseur à traverse avec une pompe à engrenages noyés est illustré. La pompe 1 prélève l'huile du carter moteur à travers une admission de filtre à mailles 4 (nettoyage grossier) et des tiges magnétiques 5 qui retiennent les éléments d'usure métalliques. L'huile est pompée sous pression à travers une crépine nettoyage fin 3 dans la cavité du joint d'huile 6, et dans un compresseur sans joint - dans un faux roulement. Ensuite, l'huile s'écoule à travers des canaux percés dans l'arbre jusqu'aux roulements des 7 têtes de bielle inférieures. Les têtes supérieures des bielles sont lubrifiées par des projections d'huile sortant des jeux d'extrémité des têtes inférieures. Les cylindres, pistons, segments de piston et paliers principaux sont lubrifiés de la même manière.

DANS système d'huile la pression est maintenue à 0,15-0,2 MPa (1,5-2 kgf/cm2) à l'aide d'une vanne de régulation 2, intégré au filtre fin. Lorsque la pression augmente fortement, la vanne 2 déverse de l'huile dans le carter. Le niveau d'huile dans le carter est surveillé visuellement à l'aide du voyant de niveau d'huile. Fluctuations de niveau admissibles à l'intérieur du verre.

Certains compresseurs alimentés à l'ammoniac refroidissent l'huile. Pour ce faire, des chemises d'eau sont prévues sur les couvercles latéraux du carter ou des refroidisseurs huile-eau à distance sont inclus dans le système de lubrification (après le filtre fin). Dans les compresseurs fonctionnant aux fréons, au contraire, il est parfois nécessaire de chauffer l'huile du carter (avec un radiateur électrique) avant de démarrer le compresseur. Lorsqu'il est chauffé, le fréon dissous dans l'huile lors d'un stationnement de longue durée s'évapore, ce qui élimine la formation de mousse d'huile lors du démarrage du compresseur. Lorsque l'huile mousse, le fonctionnement de la pompe à huile est perturbé et l'huile est évacuée du compresseur vers le système de réfrigération.

Le compresseur horizontal à traverse dispose de deux systèmes de lubrification indépendants :

système de lubrification des cylindres et des joints d'huile avec de l'huile XA, X-23, X-30 ;

système de lubrification du mécanisme à manivelle avec de l'huile industrielle 50.

L'huile est fournie au cylindre et au joint d'huile par une pompe de lubrification à plusieurs pistons, qui est entraînée depuis l'extrémité du vilebrequin via un réducteur ou depuis un moteur électrique spécial.

Le mécanisme à manivelle est également lubrifié de force par une pompe à engrenages entraînée par l'arbre du compresseur ou par un moteur électrique spécial. La pompe prélève l'huile du carter d'huile et, sous pression, la dirige vers les points de lubrification, puis retourne dans le carter d'huile. Il y a des filtres grossiers dans le carter d'huile ou devant celui-ci, et un filtre fin du côté refoulement de la pompe. L'huile est refroidie dans un refroidisseur d'huile de type coque et tube, installé au-dessus d'un filtre fin.

COMPRESSEURS À PISTONS

Lors de la conception et de la fabrication de compresseurs modernes, une unification et une standardisation maximales des conceptions sont assurées, c'est-à-dire création de composants et de pièces identiques pour des compresseurs de puissances frigorifiques différentes et fonctionnant avec des réfrigérants différents. L'unification et la standardisation des conceptions facilitent grandement l'organisation de la production de masse, réduisent les coûts de production et de réparation.

Les carters ou carters, les arbres, les bielles, les pistons, les axes de piston, les segments de piston, les soupapes, les joints d'étanchéité et les pompes à huile sont utilisés comme unités et pièces standardisées. Les compresseurs avec la même course de piston sont unifiés au maximum. L'industrie a produit une gamme de compresseurs fonctionnant à l'ammoniac et aux fréons avec une course de piston de 50, 70 et 130 mm. Différents diamètres et nombres de cylindres, ainsi que différentes vitesses de l'arbre du compresseur, entraînent différentes capacités de refroidissement du compresseur. Les principaux indicateurs de ces compresseurs unifiés à un étage sont donnés dans le tableau. .

Les désignations dans la marque du compresseur sont les suivantes : F - fréon - fréon, A - ammoniac, V - vertical, en forme de U, VU - en forme d'éventail, BS - sans joint, G - scellé, chiffres derrière les lettres - capacité frigorifique ( en milliers de kcal/h ); lettres derrière les chiffres - RE - avec contrôle électromagnétique des performances. Dans le tableau les valeurs de puissance frigorifique et de consommation électrique indiquées entre parenthèses se réfèrent à des compresseurs fonctionnant aux fluides frigorigènes dont la marque est également mise entre parenthèses, par exemple (22FV22, etc.).

Les compresseurs (voir tableau) sont conçus pour la différence entre les pressions sur le piston R. À -R 0 pas plus de 0,8 MPa ≈8 kgf/cm 2 (pour R12) et 1,2 MPa ≈12 kgf/cm 2 (pour R22 et R717) et pour une pression dans le condenseur pas plus de 1,6 MPa.

La conception et la fabrication de nouvelles séries de compresseurs sont basées sur la création de conceptions universelles permettant de travailler avec différents réfrigérants avec un contrôle progressif de la capacité frigorifique. Il est prévu de réduire le poids et les dimensions hors tout, d'augmenter la vitesse de rotation de l'arbre à 25-50 s -1 (1500-3000 tr/min), d'augmenter la pression maximale dans le condenseur (jusqu'à 2,0 MPa≈20 kgf/cm 2), la différence entre les pressions sur le piston (jusqu'à 1,7 MPa≈17 kgf/cm 2) et le taux de compression (jusqu'à 20). La gamme de performances des compresseurs hermétiques et sans joint a été élargie. L'utilisation de compresseurs à vis dans une large plage de performances est proposée.

Les caractéristiques techniques des compresseurs à piston et à crosse mono-étagés de cette série sont données dans le tableau. . Les désignations dans la marque du compresseur sont les suivantes : P.-pistons, P.B.- piston sans joint, chiffres derrière les lettres - capacité de refroidissement (en milliers de kcal/h) en mode standard.

Dans le tableau Deux rangées unifiées de compresseurs avec une course de piston de 66 et 82 mm, conçues pour fonctionner avec différents réfrigérants, sont présentées. Une série de compresseurs de moyenne capacité avec une course de piston de 66 mm remplacera les compresseurs de la série précédente avec une course de piston de 70 mm, une série avec une course de piston de 82 mm - de grands compresseurs avec une course de piston de 130 mm ( Voir le tableau).

Les compresseurs avec une course de piston de 50 mm (voir tableau), au design amélioré, resteront parmi les plus modernes.

Un groupe spécial est constitué de petits compresseurs hermétiques, spécifications techniques qui sont donnés dans le tableau. .

Compresseurs mono-étagés

Petits compresseurs. Ces compresseurs sont sans traverse, à flux indirect et à simple effet. Ils sont conçus pour fonctionner sur R12, R22, R142, R502. Ils sont fabriqués avec un entraînement externe et une garniture mécanique, sans joint et étanche. Les compresseurs sont utilisés dans les unités commerciales, les unités de transport, les climatiseurs autonomes et les réfrigérateurs domestiques.

Compresseurs avec entraînement externe et garniture mécanique. Il s'agit de compresseurs à deux et quatre cylindres avec une disposition verticale et en forme de U de cylindres d'un diamètre de 40 et 67,5 mm et d'une course de piston de 45 et 50 mm. Les blocs-cylindres sont amovibles, les cylindres sont refroidis par air. L'arbre du compresseur est à double roulement avec une vitesse de rotation allant jusqu'à 24 s -1, entraîné par un moteur électrique utilisant un entraînement par courroie trapézoïdale ou par connexion directe via un accouplement. L'extrémité d'entraînement de l'arbre est scellée avec un soufflet ou un joint d'huile à ressort avec une paire de friction graphite - acier, bronze - acier ou acier sur acier. Lubrifiant barboteur.

Le compresseur 2FV-4/4.5, intégré aux unités FAK-0.7, FAK-1.1 et FAK-1.5, est illustré à la Fig. . Il s'agit d'un compresseur indirect vertical à deux cylindres, diamètre du cylindre 40 mm, course du piston 45 mm, capacité de refroidissement standard 0,815, 1,28 et 1,75 kW (0,7, 1,1 et 1,5 mille kcal/h) à une vitesse de rotation de 7,5, 10,8 et 16,7 s -1 (450, 650 et 950 tr/min). Différentes vitesses de rotation de l'arbre du compresseur sont obtenues en installant des volants d'inertie de différents diamètres et des moteurs électriques correspondants.

Riz. . Compresseur 2FV-4/4,5.

Cylindres 6 compresseur moulé sous forme de bloc séparé, vilebrequin 2 avec contrepoids 10 repose sur des roulements en bronze 3. Pour installer l'arbre sur le carter 5 a une couverture amovible 4. 1 bielles en acier, embouties d'une tête inférieure fendue. L'étanchéité de l'arbre est assurée par un joint à soufflet double face 11. Le compresseur est lubrifié par barbotage. Clapet d'aspiration 7 et pompe de refoulement 8 Les soupapes du compresseur 2FV-4/4,5 sont situées sur la plaque à soupapes, fixées rigidement au corps du cylindre par des joints en caoutchouc spéciaux. Piston 9 comporte trois bagues d'étanchéité. Il y a deux rainures de léchage d'huile au bas du piston. Le compresseur vertical à flux indirect à deux cylindres FV6 est illustré à la Fig. . La capacité de refroidissement standard du compresseur est de 5,5 à 7 kW (4,7 mille Kcal/h) à une vitesse d'arbre de 16 à 24 s -1. Diamètre du cylindre 67,5 mm. Course du piston 50 mm.

Riz. . Riz. 39. Compresseur FB6 :

1 - carter moteur ; 2 - bloc-cylindres; 3 - bielle avec piston ;

4 - panneau de vannes ; 5 - couvercle de cylindre ; b- vilebrequin; 7-roulement arrière ;

5 - roulement avant ;

9 - coquille de roulement;

10 - couverture avant ;

11 - joint d'huile.

Le carter du compresseur FV6 est coulé séparément du bloc-cylindres, qui est fixé au carter à l'aide d'une bride avec des goujons. La surface extérieure du cylindre comporte des ailettes qui facilitent le refroidissement par air. La bride de fixation des cylindres est artificiellement élargie, puisque l'arbre du compresseur, assemblé avec un mécanisme à manivelle, est inséré dans le carter à travers cette bride.

DANS L'arbre en acier embouti à double manivelle repose sur des roulements (à billes et à rouleaux). Les bielles sont en acier, estampées, en poutre en I. La tête fendue inférieure de la bielle est remplie de régule et une bague en bronze est enfoncée dans la tête supérieure. La bielle est reliée au piston par un axe de piston flottant, qui est empêché du mouvement axial par des anneaux à ressort insérés dans des rainures spéciales du corps du piston. Le piston est en aluminium, possède deux bagues d'étanchéité et un racleur d'huile.

Les soupapes d'aspiration sont du type à bande, à ressort automatique, les soupapes de refoulement sont du type à tige avec ressorts (voir figure). Joint à ressort unilatéral en acier graphite. Lubrifiant barboteur.

Caractéristiques graphiques du compresseur FV6 fonctionnant sur R12 et R22, dames sur la Fig. .

Riz. . Caractéristiques graphiques du compresseur FV6.

Le compresseur à flux indirect en forme de Y à quatre cylindres à presse-étoupe FU 12 (Fig.) a une capacité de refroidissement standard de 14 000 W (12 000 kcal/h) à une vitesse de rotation de l'arbre de 24 s-1 (1 440 tr/min). Il est construit sur la même base que le compresseur FV6. (Course du piston 50 mm, diamètre du cylindre 67,5 mm.) Deux blocs sont fixés au carter du compresseur, chacun avec deux cylindres. L'arbre est à deux manivelles. Deux bielles sont installées sur les tourillons d'arbre. Les blocs-cylindres, bielles, pistons et soupapes sont les mêmes que ceux du compresseur FV6. Le joint d'huile est à ressort, en acier graphite, double face. Le compresseur est obligé d'être lubrifié par une pompe à engrenages installée dans le couvercle du carter. Le compresseur est entraîné par une courroie trapézoïdale ou directement par un embrayage.

Riz. . Presse-étoupe compresseur à flux indirect en forme de U à quatre cylindres FU12 :

1 - carter moteur ; 2 - bloc-cylindres; 3 - équipement de visage la pompe à huile; 4 - vilebrequin; 5 - bielle ; 6- piston; 7, 10 - les vannes d'aspiration ; 8, 12 - soupapes de décharge; 9 - joint d'étanchéité d'arbre avec bagues de friction en graphite et en acier ; 11 - filtre à gaz.

Compresseurs sans joint. Ces compresseurs, ainsi que le moteur électrique, sont enfermés dans un boîtier commun et le rotor du moteur électrique est monté directement sur l'arbre du compresseur de manière en porte-à-faux. Le compresseur n'a pas de joint d'huile. Pour accéder au moteur électrique et au mécanisme du compresseur, le boîtier du compresseur sans joint est doté de couvercles amovibles.

Compresseurs sans joint. Ces compresseurs, ainsi que le moteur électrique, sont enfermés dans un boîtier commun et le rotor du moteur électrique est monté directement sur l'arbre du compresseur de manière en porte-à-faux. Le compresseur n'a pas de joint d'huile. Pour accéder au moteur électrique et au mécanisme du compresseur, le boîtier du compresseur sans joint est doté de couvercles amovibles.

Les compresseurs sans joint fonctionnent plus de manière fiable, peuvent fonctionner à des vitesses d'arbre plus élevées, ont des dimensions globales réduites et sont moins bruyants en fonctionnement.

Un compresseur sans joint à deux cylindres avec une disposition verticale des cylindres FVBS6 est illustré à la Fig. . La capacité de refroidissement standard du compresseur lorsqu'il fonctionne au R12 est de 7 kW (6 000 kcal/h) à 24 s -1, diamètre du cylindre 67,5 mm, course du piston 50 mm. Le carter en fonte est doté de chemises de cylindre amovibles. L'arbre est à double manivelle, en acier, embouti, avec deux roulements. Le rotor d'un moteur électrique triphasé est monté en porte-à-faux sur l'arbre du compresseur. Les pistons du compresseur sont en aluminium avec deux bagues d'étanchéité et une bague racleur d'huile. Les bielles sont estampillées avec une tête supérieure monobloc et une tête inférieure amovible. Tête inférieure avec doublures à paroi mince remplaçables. Les soupapes d'aspiration sont du type à bande, à ressort automatique, les soupapes de refoulement sont du type à goupille, chargées de ressorts. Les vannes sont montées sur une plaque à vannes commune. Il y a des couvercles amovibles sur le carter, le carter du moteur et le dessus des cylindres.

Riz. . Compresseur fréon bicylindre sans joint FVBS6 :

1 - carter moteur; 2-vilebrequin ;

3 - bielle; 4 pistons ; 5 - chemise de cylindre ; 6 - soupape de décharge ;

7 - la soupape d'aspiration; 8 - couvercle de cylindre ; 9 - stator de moteur électrique; 10 - rotor; 11 - disque de séparation d'huile ; 12 - couvercle; 13 - tuyau d'alimentation en pétrole; 14 - Joint Huile;

15 - soupape d'aspiration ; 16 - filtre à gaz; 17 - lunette de vue.

Le tuyau d'aspiration est installé sur le boîtier du stator et la vapeur de réfrigérant provenant de l'évaporateur traverse le moteur électrique puis dans le cylindre, ce qui refroidit l'enroulement du moteur électrique et réduit sa puissance nominale. Le moteur est constitué de matériaux résistants au fréon et à l'huile.Barboteur de lubrification du compresseur

Dans les compresseurs sans joint à productivité plus élevée (FUBS 12, FUUBS 25, FUBS 40), le lubrifiant est combiné. Les tourillons de bielle sont lubrifiés par une pompe à huile à engrenages inondée, et les cylindres, pistons, axes de piston et paliers principaux sont lubrifiés par barbotage. Le niveau d'huile dans le carter est surveillé localement, à travers un voyant dans le carter.

Compresseurs hermétiques. Actuellement, la capacité de refroidissement de ces compresseurs atteint 3,2 kW (jusqu'à 2,8 mille kcal/h). Ils sont utilisés dans les unités commerciales, les climatiseurs autonomes et les réfrigérateurs domestiques.

La gamme de puissance frigorifique des compresseurs hermétiques devrait être étendue à 12 kW (voir tableau).

Les compresseurs hermétiques sont conçus pour fonctionner au R12, R22, R142, R502. Ces compresseurs, ainsi que les moteurs électriques, sont placés dans un boîtier commun hermétiquement fermé. Contrairement aux compresseurs sans joint, le boîtier des compresseurs hermétiques ne comporte pas de connecteurs. Ces compresseurs sont compacts, très fiables et silencieux.

Les compresseurs hermétiques sont fabriqués avec un arbre vertical et une disposition horizontale des cylindres, avec un arbre horizontal et une disposition verticale des cylindres. Les moteurs électriques sont utilisés en triphasé et monophasé.

Le compresseur hermétique FG0.7 le plus courant avec une capacité frigorifique standard (lorsqu'il fonctionne sur R12) de 815 W (700 kcal/h) à une vitesse de rotation de 24 s -1 (1 440 tr/min) est illustré à la Fig. . Le compresseur à moteur électrique est situé dans un boîtier en acier soudé.

Riz. . Compresseur hermétique FG0.7-3.

Le compresseur FG0.7 est un compresseur à deux cylindres à flux non direct, doté d'un arbre excentrique vertical et de deux cylindres situés horizontalement. L'angle entre les axes des cylindres est de 90°. Diamètre du cylindre 36 mm, course du piston 18 mm. Boîtier du compresseur 11 coulés avec les cylindres en fonte grise antifriction et montés dans la moitié inférieure du carter sur trois suspensions à ressorts. Bielles en bronze 12 avec des têtes monobloc sont placées sur un tourillon de bielle commun de l'arbre excentrique 10. Contrepoids 16 fixé à l'arbre avec des vis. Pistons 2 en acier, sans segments de piston, avec rainures. L'étanchéité entre le piston et le cylindre est obtenue grâce à une précision d'usinage accrue, réduite

Riz. . Schéma de lubrification pour compresseur hermétique FG0.7.

écarts par sélection sélective des pièces. Axes de piston 15 en acier avec bouchons en laiton aux extrémités.

Les vannes d'aspiration et de refoulement à plaque (pétale) sont montées sur une plaque à vannes en acier. Culasse 3 divisé en deux cavités et fixé au cylindre avec des broches sur des joints en paronite.

Le compresseur est à lubrification forcée (Fig.). Depuis le fond du carter, l'huile est acheminée vers les pièces frottantes via deux canaux verticaux dans l'arbre. Par l'un des canaux, l'huile s'écoule vers les bielles et par l'autre, vers le tourillon principal supérieur de l'arbre. Les canaux sont reliés par des trous radiaux à un court canal central. L'huile se déplace sous l'influence de la force centrifuge qui se produit lorsque l'arbre tourne.

Moteur électrique triphasé d'une puissance de 0,35 kW avec une vitesse de rotation de 25 s -1 (1500 tr/min). Stator 9 (voir figure) enfoncé dans la partie supérieure du carter du compresseur, le rotor 8 fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre. Le moteur électrique est constitué de matériaux résistants au fréon et à l'huile. Turbine 6, installé sur le dessus du rotor, aide à refroidir le moteur. Le compresseur avec moteur électrique dans un boîtier repose sur trois supports à ressorts 17. Au sommet du boîtier 7 se trouve une vanne d'arrêt d'aspiration 5. Tout d'abord, la vapeur R12 pénètre dans le boîtier, ce qui refroidit le moteur électrique, puis dans le compresseur par deux tubes d'aspiration verticaux. 4. La vapeur comprimée sort par le silencieux 13 , situé dans le boîtier du compresseur entre les cylindres, dans la conduite de refoulement jusqu'au raccord de sortie 14.

Au bas du boîtier se trouvent des contacts et un panneau à bornes pour commuter l'enroulement du moteur, ainsi que des relais de protection thermique connectés à deux phases du moteur. Le moteur électrique du compresseur est conçu pour des tensions de 127 et 220 ou 220 et 380 V.

Les compresseurs hermétiques sont produits en trois versions en fonction de la température de fonctionnement et du réfrigérant (tableau).

Les caractéristiques techniques de la gamme unifiée de compresseurs hermétiques sont données dans le tableau.

Les compresseurs hermétiques avec un stator déporté et un rotor blindé (Fig.) sont plus fiables en fonctionnement et plus faciles à réparer. Dans ceux-ci, l'enroulement du moteur n'entre pas en contact avec le fréon et l'huile. Entre le rotor 3 et stator 4 l'écran est situé 2 en acier inoxydable de 0,3 mm d'épaisseur.

Riz. . Compresseur hermétique FG0.7 avec stator déporté et rotor blindé :

1-bouclier ; 2 - écran; 3 - rotor ; 4 - stator; 5 - pince ; b - carter supérieur du compresseur ; 7 - carter inférieur du compresseur ; 8 - boîte à bornes avec protection thermique ; 9 - montage statorique.

Dans les machines frigorifiques pour armoires réfrigérées domestiques, on utilise des compresseurs indirects hermétiques à arbres verticaux et horizontaux.

Le compresseur monocylindre scellé FG0.14 (Fig.) avec un arbre horizontal et un cylindre vertical est conçu pour la machine frigorifique du réfrigérateur domestique ZIL-Moscou. Diamètre du cylindre 27 mm, course du piston 16 mm, vitesse de rotation de l'arbre 25 s" 1. Capacité de refroidissement à t Ô=-15°С et t K =30°C 165 W (140 kcal/h). La puissance nominale du moteur électrique est de 93 W. Un compresseur hermétique sans carter ni stator est illustré à la Fig. , UN. L'arbre 1 est en acier, à simple manivelle et à double roulement. Bielle en fonte à tête inférieure fendue sans chemise. Piston 3 en acier, sans anneaux, avec deux rainures. L'axe de piston 2 est fixé dans le piston à l'aide d'une cale et d'un ressort. La fixation par goupille à ressort assure un fonctionnement silencieux. Soupape d'aspiration à plaque carrée 4 (Fig. ,b)

Riz. 46. ​​​​​​Compresseur FG0.14 : UN- compresseur ; b- groupe de vannes ; V-Système de lubrification.

pris en sandwich le long du contour entre le couvercle 8 et un cylindre. La vapeur pénètre dans le cylindre par le tube d'aspiration 11 et les trous autour de la circonférence de l'alésage du couvercle. Soupape de décharge à plaque ronde 6 couvre les trous du siège 5, qui est relié au couvercle 8 rivet 7. La vapeur comprimée sort par la vanne de décharge et le tube 12. Aux tubes 11 et 12 les silencieux sont soudés. Lubrification forcée à partir d'une pompe rotative (Fig. V). Le rotor de la pompe est un évidement excentrique sur l'arbre du compresseur et le boîtier est un coussinet 13. Depuis le bas du boîtier, l'huile est fournie aux roulements 13 Et 14, puis à travers le réducteur de pression 15 dans une rainure pratiquée le long de la génératrice du cylindre. Un rotor est fixé à l'extrémité saillante de l'arbre 9 (voir fig., UN) avec contrepoids 10, Le moteur électrique du compresseur est de conception particulière : courant alternatif, asynchrone, monophasé avec un bobinage de démarrage et un rotor à cage d'écureuil. Le compresseur à moteur électrique est logé dans un boîtier étanche. Le compresseur est installé sur des suspensions à ressorts (isolateurs de vibrations).

Les compresseurs hermétiques sont remplis de réfrigérant et d'huile chez le fabricant. Le carter du compresseur ne peut être ouvert qu'en usine ou dans des ateliers spéciaux pour la réparation de machines scellées.

Riz. Compresseur six cylindres sans joint à flux indirect PB60

Avec des compresseurs moyens. Ce groupe comprend les compresseurs de la dernière série avec une course de piston de 66 mm, un diamètre de cylindre de 76 mm, une capacité de refroidissement standard de 25 à 90 kW (voir tableau 6) et les compresseurs de la série précédente avec une course de piston de 70 mm. , un diamètre de cylindre de 101,6 et 81, 88 mm (voir tableau). Tous les compresseurs de moyenne capacité sont sans tête cruciforme, à carter et à simple effet.

Les compresseurs avec une course de piston de 66 mm sont indirects, à piston, sans joint (PB40, PB60, PB80) et à entraînement externe - étanches (P40, P60, P80), avec un nombre de cylindres de 4, 6 et 8. Ils sont produit en versions universelles, c'est-à-dire . pour fonctionner avec différents fluides frigorigènes (R12, R22 et ammoniac) et dans différentes conditions de température : haute température ( t Ô= = + 10÷-10°C), température moyenne (-5÷-30°C) et basse température (-20÷-40°C) à une différence de pression p À - p Ô JUSQU'À 1,7MPa.

Les compresseurs avec une course de piston de 70 mm sont tous des compresseurs à glande avec un nombre de cylindres de 2, 4 et 8. Ils sont fabriqués en deux types : à flux direct avec un diamètre de cylindre de 81, 88 mm, conçus pour fonctionner au R12, R22 et ammoniac, et flux non direct avec un diamètre de cylindre de 101,6 mm, conçu pour fonctionner uniquement sur R12.

Un compresseur six cylindres sans joint à flux non direct PB60 avec une capacité de refroidissement en mode standard de 62,5 kW (sur R22) à une vitesse de rotation de 25 s -1 est illustré à la Fig. .

Carter moteur en fonte 3 comporte des couvercles amovibles et une cloison interne 7 séparant la cavité d'aspiration du carter. Des chemises de cylindre en fonte sont installées dans le carter 5, Arbre 2 à deux genoux, en acier, embouti, avec contrepoids. Chaque tourillon comporte trois têtes de bielle. Le rotor 11 du moteur électrique est fixé à l'extrémité en porte-à-faux de l'arbre. Stator 10 pressé dans le couvercle arrière du carter, sur lequel sont installés la soupape d'aspiration et le filtre à gaz 9. La vapeur entrant dans le compresseur circule autour de l’enroulement du stator et le refroidit. L'arbre repose sur deux roulements et du côté du moteur électrique intégré, le roulement est flottant et auto-alignant. Bielles 4 en acier, embouti, avec un connecteur oblique dans la tête inférieure et avec un insert interchangeable à paroi mince. Deux bagues en bronze sont pressées dans la tête supérieure monobloc. Pistons 6 aluminium avec deux bagues d'étanchéité et une bague racleur d'huile. L'anneau racleur d'huile est installé immédiatement derrière les joints. Le piston a une forme spéciale qui correspond à l'emplacement des soupapes, ce qui réduit au minimum l'espace mort. Le piston est relié à la bielle par un axe de piston flottant. Succion 12 et déchargez 14 soupapes à ressort annulaire. Le clapet d'aspiration est situé en périphérie, son siège est l'extrémité de la chemise de cylindre. Le clapet de décharge situé au dessus du cylindre n'est pas fixe, mais est pressé par un ressort tampon 13 à la prise de la vanne d'aspiration. La hauteur de levage de la plaque de soupape d'aspiration lors du fonctionnement en mode basse température est de 1,5 mm et en modes moyenne température et positif, elle est de 2 mm. Lubrification forcée de la pompe à engrenages 1. L'huile est aspirée par la pompe à travers un filtre grossier 15 et la pression est dirigée à travers un filtre fin vers le faux palier 8 situé sur le côté du moteur électrique, puis à travers des perçages dans l'arbre jusqu'aux têtes inférieures des bielles. Les têtes de bielle supérieures, les cylindres, les pistons et les paliers principaux sont lubrifiés par barbotage. Le compresseur est équipé d'une soupape de sécurité.

Riz. . Compresseur quatre cylindres à flux direct AU45 (22FU45) ;

1 - carter moteur ; 2 - chemise de cylindre ; 3 - piston droit ; 4 - chemise d'eau du cylindre ;

5 - soupape de décharge ; 6 - vanne à rampe d'aspiration ; 7 - pompe à huile inondée ; 8 - filtre à l'huile; 9 - filtre fin; 10 - vilebrequin ; 11 - joint d'huile.

Les compresseurs sans joint PB40 et PB80 diffèrent du PB60 par le nombre de cylindres et la taille du moteur électrique. Dans les compresseurs équipés d'un joint d'arbre P40, P60 et P80, le moteur électrique est retiré du carter du compresseur et l'extrémité saillante de l'arbre est scellée avec un joint à bain d'huile double face en acier graphite.

Les compresseurs scellés de cette série sont conçus pour fonctionner aux fréons et à l'ammoniac, tandis que les compresseurs sans joint sont conçus pour fonctionner uniquement aux fréons. Dans les compresseurs conçus pour fonctionner à l'ammoniac et en mode basse température au R22, un refroidissement par eau des couvercles de cylindre et des couvercles latéraux de carter est assuré. La capacité de refroidissement des compresseurs de cette série peut être ajustée en appuyant sur les plaques de soupape d'aspiration.

Un compresseur direct de capacité moyenne AU45 (22FU 45) est illustré à la Fig. 48. Compresseur à quatre cylindres en forme de U, dont la capacité de refroidissement standard lorsqu'il fonctionne à l'ammoniac est de 37 à 56 kW (32 à 48 000 kcal/h) à une vitesse de rotation de 16 à 24 s -1. Le carter du compresseur contient des chemises remplaçables d'un diamètre interne de 81,88 mm. Course du piston 70 mm. Le carter moteur est doté de couvercles amovibles pour accéder au mécanisme à manivelle, à la pompe à huile et aux soupapes. L'un des couvercles latéraux est doté d'une fenêtre d'inspection permettant de surveiller le niveau d'huile dans le carter. Les cylindres ont une chemise de refroidissement par eau. Les pistons sont en fonte, droits, de type tronc, avec deux bagues d'étanchéité et une bague racleur d'huile (en bas).

DANS les soupapes d'aspiration, à bande, à ressort automatique, sont situées au bas du piston, et les soupapes de pression de groupe avec ressorts sont situées dans un faux couvercle, pressées contre le cylindre par un ressort tampon. Les bielles en acier ont une tête supérieure monobloc et une tête inférieure avec un connecteur oblique. Une bague en bronze est pressée dans la tête supérieure et une doublure Babbitt à paroi mince dans la tête inférieure. L'arbre à double manivelle avec contrepoids est doté de tourillons allongés sur lesquels sont installées deux têtes de bielle. Roulements à rouleaux en forme de tonneau, à alignement automatique. Le joint d'huile est à ressort, en acier graphite, double face. Le joint d'huile et les roulements de bielle sont lubrifiés par une pompe à engrenages immergée. Le piston avec l'axe de piston, les roulements du cylindre et de l'arbre sont lubrifiés par barbotage. Le compresseur est équipé d'une soupape de sécurité à dé à coudre.

Les autres compresseurs de cette série fonctionnant à l'ammoniac (AV22 et AUU90) diffèrent du compresseur AU45 par le nombre et la disposition des cylindres ; les autres composants et pièces sont les mêmes.

Les compresseurs 22FV22, 22FU45 et 22FUU90, fonctionnant aux réfrigérants, ne diffèrent de ceux à ammoniac correspondants que par des raccords réfrigérants spéciaux.

Gros compresseurs. Les compresseurs de ce groupe comprennent les compresseurs à traverse et à traverse.

Compresseurs sans tête croisée. Ce groupe comprend les compresseurs à presse-étoupe sans tête croisée avec une course de piston de 82 mm, un diamètre de cylindre de 115 mm (voir tableau 6) avec une capacité de refroidissement de 90 à 260 kW, conçus pour fonctionner à l'ammoniac et aux fréons, et les compresseurs avec une course de piston de 130 mm d'une capacité de 90-460 kW (voir tableau 5). Ces derniers sont produits en deux types : pour travailler l'ammoniac et le R22 d'un diamètre de 150 mm et pour travailler uniquement le R12 d'un diamètre de 190 mm.

Les grands compresseurs sans tête transversale de la nouvelle série (voir tableau) sont tous à flux non direct, bloc-carter, avec un nombre de cylindres de 4, 6 et 8, et les compresseurs de la série précédente (voir tableau) sont tous à flux direct, bloc-carter , avec un nombre de cylindres de 2, 4 et 8.

Le compresseur P220, sans tête croisée, à huit cylindres et à flux non direct, mono-étage, est illustré à la Fig. . La capacité frigorifique standard d'un compresseur fonctionnant à l'ammoniac est de 266 kW (230 000 kcal/h) à une vitesse de rotation de 24,7 s -1, course du piston 82 mm, diamètre du cylindre 115 mm.

Bloc carter 1 moulé en fonte. La cavité d'aspiration est séparée de la cavité du carter par une cloison 2. Il a des trous 8, à l'aide duquel la pression dans le carter et la cavité d'aspiration est égalisée. Des chemises de cylindre en fonte sont installées dans le carter 4 (sur un ajustement coulissant). Ils disposent de deux ceintures d'atterrissage. L'extrémité supérieure du manchon constitue le siège de la soupape d'aspiration.

Succion 5 et injection 6 les vannes sont à anneau unique, à ressort. Le couvercle dans lequel se trouve la soupape de refoulement n'est pas fixe, mais est pressé contre la rosace de la soupape d'aspiration par un ressort tampon, ce qui permet au couvercle de se relever lorsque du liquide pénètre dans le cylindre.

Riz. . Riz. . Dépendance à la capacité de réfrigération Q o et puissance effective sur l'arbre du compresseur P220 sur le point d'ébullition t 0 à différentes températures de condensation t K.

Les pistons 7 sont en aluminium avec deux bagues d'étanchéité et une bague racleur d'huile (en bas). Pour réduire l'espace mort, le haut du piston est spécialement formé pour épouser la forme des soupapes. Segments de piston en plastique avec extenseurs en ruban d'acier. Bielles 3 acier, embouti. La tête inférieure possède un connecteur oblique. Un revêtement bimétallique à paroi mince avec une couche antifriction en alliage d'aluminium y est installé. Les boulons de bielle sont serrés à travers les fenêtres latérales du carter moteur. La bielle est reliée au piston par un axe de piston enfoncé dans le piston (avec chauffage uniforme à 80-100°C). La bielle tourne facilement autour de l'axe de piston et se déplace le long de l'axe. Arbre 9 le double genou avec des contrepoids estampés avec l'arbre, comporte des tourillons allongés sur lesquels sont installées quatre têtes de bielle. Presse-étoupe 10 ressort, acier graphite, double face, rempli d'huile. Le joint d'huile et les têtes de bielle inférieures sont lubrifiés sous pression par une pompe à engrenages chauffée 13. Huile aspirée à travers une crépine grossière 12, est acheminé à travers un filtre fin 11, d'abord dans la cavité du joint d'huile, puis à travers des perçages dans l'arbre jusqu'aux roulements de bielle. Les paliers principaux, les extrémités supérieures des bielles, les pistons et les cylindres sont lubrifiés par barbotage. Le compresseur est équipé d'une soupape de sécurité qui, avec une différence de pression de 1,7 MPa, relie le côté refoulement au côté aspiration.

g Les caractéristiques graphiques du compresseur P220 sont données sur la Fig. .

Les compresseurs P110 et P165 diffèrent du compresseur P220 par le nombre de cylindres. La hauteur de levage des plaques de soupape d'aspiration pour les compresseurs d'ammoniac est de 1,3 à 1,6 mm, pour les compresseurs fonctionnant aux réfrigérants - de 2,2 à 2,5 mm.

Riz. . Schéma du cylindre du compresseur horizontal double effet :

1 - vannes d'aspiration ;

2 - tuyau d'aspiration; 3 - pistons ;

4 - presse-étoupe; 5 - tige; 6 - les vannes de décharge ; 7 - cylindre; 8 -tuyau de refoulement

Les compresseurs d'ammoniac et de réfrigérant à basse température ont des cylindres refroidis par eau.

Les compresseurs de cette série peuvent avoir une régulation de la puissance frigorifique en appuyant sur les plaques de soupape d'aspiration. La différence entre les pressions sur le piston R. À -R Ô ne doit pas dépasser 1,7 MPa et la température de décharge est de -160°C.

Compresseurs à traverse. Les compresseurs d'une puissance frigorifique standard supérieure à 465 kW (400 000 kcal/h) sont des compresseurs à traverse horizontale à double effet. Le schéma des cylindres d'un tel compresseur est illustré à la Fig. . La compression se produit alternativement des deux côtés du piston et la direction du mouvement de l'agent dans le cylindre change.

Les compresseurs à tête transversale sont constitués de deux et quatre cylindres, entraînés par un arbre commun et avec contre-mouvement du piston (ci-contre). Les cylindres d'un compresseur opposé sont situés des deux côtés de l'arbre, ce qui permet un meilleur équilibrage des forces d'inertie.

Riz. . Compresseur opposé AO600 :

1 - cylindre ; 2 - pistons ; 3-joint d'huile ; 4 - action; 5 traverses ; b - bielle ;

7 - vilebrequin ; 8 - lit.

Le compresseur opposé AO600 (Fig.) est bicylindre, avec une capacité de refroidissement en mode standard de 670 kW (575 000 kcal/h) à une vitesse de rotation de l'arbre de 8,5 s -1 (500 tr/min). Le châssis en fonte (base) du compresseur, reposant sur la fondation avec deux pieds transversaux, est fixé avec des boulons. Les parois du châssis contiennent des doublures pour les roulements d'arbre. L'arbre est en acier forgé à deux manivelles et à trois roulements, avec des contrepoids en fonte. Le compresseur est entraîné par un moteur électrique synchrone spécial dont le rotor est monté sur la console du vilebrequin. De l'autre côté de l'arbre se trouve un mécanisme de rotation manuelle de l'arbre.

Les bielles sont en acier, embouties. La tête de manivelle est divisée avec une doublure en acier remplie de régule. La tête de traverse est monobloc avec un revêtement bimétallique (surface en acier et bronze). Le corps de la traverse est en acier avec des curseurs et des cales amovibles. Curseurs en acier fourrés en régule. La tige est reliée à la traverse avec des boulons (voir Fig.) et au piston - avec un écrou (voir Fig. 26). Pistons à disque en acier

ou en fonte avec trois joints toriques

et avec des ceintures en régule sur la partie inférieure. Les cylindres sont en fonte, avec une chemise de refroidissement par eau dans la partie refoulement. Diamètre du cylindre 270 mm, course du piston 220 mm. Les soupapes sont des soupapes à guillotine, à ressort automatique, situées radialement dans le cylindre. Dans le couvercle avant du cylindre pour sceller la tige se trouve un joint d'huile à plusieurs chambres avec des anneaux fendus en alliage d'aluminium et un pré-joint d'huile avec des anneaux de friction en métal et en plastique fluoré (voir figure).

Le mécanisme à manivelle du compresseur est lubrifié par une unité spéciale avec une pompe à engrenages. L'huile sous une pression de 0,05-0,15 MPa est fournie à travers un filtre fin et un refroidisseur d'huile aux pièces frottantes (palier principaux, roulements de bielle et de traverse, curseurs de traverse). L'huile usagée s'écoule d'abord dans le carter, puis dans le carter d'huile, d'où elle est à nouveau aspirée (à travers des filtres) par une pompe à engrenages. Une pompe de lubrification multi-pistons est utilisée pour lubrifier les cylindres et les joints d’huile. L'huile usagée n'est pas renvoyée au lubrificateur. Cette pompe est remplie d'huile à la main. Le lubrificateur et la pompe à engrenages sont entraînés par des moteurs électriques individuels.

Les compresseurs opposés sont utilisés dans l'industrie chimique, les grandes usines de transformation des aliments et les réfrigérateurs. Ils sont conçus pour fonctionner à l’ammoniac, au propane et à l’éthane.

Compresseurs à deux étages

Les compresseurs à deux étages sont utilisés dans les unités de réfrigération à basse température. La compression pas à pas est effectuée dans différents cylindres, tandis que les étapes basse pression(n.d.) et haute pression (h.d.) peuvent être combinées dans un seul boîtier de compresseur ou réalisées séparément. Dans ce dernier cas, un compresseur à un étage séparé est installé pour chaque étage de pression.

Riz. . Riz. . Groupe compresseur à deux étages AD-90 :

je- aspiration dans le compresseur RB90 ; II- injection dans un récipient intermédiaire ; III- aspiration dans le compresseur P110 ; IV-évacuation dans le condenseur.

DANS compresseurs à flux direct en forme de Y à quatre cylindres à deux étages (DAU80, DAU50), les deux étages de compression sont combinés dans un seul boîtier. Les quatre cylindres du compresseur ont le même diamètre, dont trois sont des cylindres basse pression et un est haute pression. Les mêmes diamètres de cylindre dans les étages haute et basse pression permettent une unification complète du mécanisme de mouvement avec des compresseurs à un étage et, par conséquent, simplifient leur production et leur fonctionnement, améliorent l'équilibre de la conception et peuvent travailler selon un seul étage. schéma de compression par étapes (avec commutation appropriée).

Sur la base de ce principe, sur la base des compresseurs à un étage AU200 et AUU400, des compresseurs à deux étages DAU50 (quatre cylindres) et DAUU100 (huit cylindres) ont été construits, respectivement, d'une capacité de 58 et 116 kW (50 et 100 mille kcal/h) à t 0 = - 40°C et t À= 35°C.

Les unités à deux étages, composées de deux compresseurs à un étage, sont assez largement utilisées.

Les compresseurs rotatifs ou à vis sont utilisés comme étages basse pression dans les unités à deux étages de capacité frigorifique moyenne et élevée, et les compresseurs à piston sont utilisés comme étages haute pression.

L'unité AD-90 à deux étages est illustrée à la Fig. 53. Une telle unité comprend un compresseur à palettes rotatives RB90 comme étage basse (pression) 2, compresseur à piston à débit indirect P110 comme étage haute pression 1, séparateur d'huile vertical 3 étage basse pression de type cyclone, séparateur d'huile vertical 4 étages haute pression avec retour automatique de l'huile vers le carter du compresseur via un dispositif à flotteur, tableaux de bord 5 étages basse pression et 6 étages haute pression, instruments 7 contrôle et surveillance, dispositifs de protection automatiques, raccords et moteurs électriques synchrones 8 Et 9 pour entraîner les compresseurs à travers des accouplements avec des éléments élastiques. L'équipement est monté sur un châssis commun 10. Capacité de refroidissement de l'unité AD-90 NO kW (95 000 kcal/h) à t=- 40°C, la puissance des moteurs électriques de l'étage basse pression est de 40 kW et la puissance de l'étage haute pression est de 75 kW. L'unité est conçue pour fonctionner dans des unités de réfrigération à ammoniac stationnaires à basse température.

Dans les compresseurs opposés à deux étages (types DAO et DAON), les cylindres du bas et du bas haute pression ont des diamètres différents et une étanchéité correspondante. Le cylindre haute pression est refroidi avec de l'eau.

La compression étagée est également effectuée dans un compresseur doté d'un piston étagé (différentiel). Cependant, la masse importante du piston et la densité insuffisante entre les étages de compression limitent l'utilisation de telles conceptions. Les compresseurs à pistons différentiels sont utilisés uniquement pour fonctionner au dioxyde de carbone CO 2, qui a une grande capacité de réfrigération volumétrique, qui détermine la petite taille du cylindre et du piston, et dans certains cas pour fonctionner à l'ammoniac, par exemple dans l'étage supérieur. d'une machine frigorifique en cascade qui produit de la neige carbonique.

COMPRESSEURS ROTATIFS

Les principaux éléments des compresseurs rotatifs sont un cylindre fixe, un piston ou rotor et des pales mobiles.

Il existe des compresseurs avec un rotor roulant et une pale située dans la fente du cylindre (Fig. , a), et avec un rotor rotatif et des pales situées dans ses fentes (Fig. , b). Dans un compresseur à rotor roulant, ce dernier tourne autour de l'axe du cylindre, excentré par rapport à l'axe du rotor, et dans un compresseur à rotor tournant, autour de son axe, décalé par rapport à l'axe du cylindre.

Riz. . Schémas des compresseurs rotatifs :

a-avec un rotor roulant ; b - avec un rotor tournant.

La compression dans un compresseur rotatif est basée sur la réduction du volume contenu entre la surface interne du cylindre, la surface externe du rotor et les aubes.

Dans les compresseurs fonctionnant selon le premier schéma (voir Fig., a), lorsque l'arbre tourne 4 rotor 2 roule le long de la surface intérieure du cylindre 1. Lorsque le rotor avec son côté allongé fait face à la pale 3, il s'enfonce dans la fente et une cavité en forme de croissant est créée dans le cylindre, remplie de vapeur de réfrigérant. Dès que le rotor passe le tuyau d'aspiration 5, deux cavités sont formées dans le cylindre, séparées par une lame 3, qui est poussé vers le cylindre et plaqué contre le rotor par le ressort 7. Le volume de la cavité devant le rotor (dans le sens du mouvement) diminue à mesure qu'il se déplace, et la vapeur de réfrigérant est comprimée.

Lorsque la pression dans la chambre de compression devient supérieure à la pression dans le condenseur, la soupape de décharge 8 s'ouvrira et la vapeur comprimée s'écoulera à travers le tuyau d'évacuation 6 dans le condensateur. A ce moment, le volume de la cavité d'aspiration derrière le rotor augmente. Vapeur de réfrigérant provenant de l'évaporateur à travers le tuyau d'aspiration et à travers le trou 5 est aspiré dans la cavité du cylindre (il n'y a pas de soupape d'aspiration dans le compresseur). L'aspiration prendra fin lorsque la lame disparaîtra à nouveau dans la fente et que tout le volume du cylindre sera rempli de vapeur aspirée. Avec un mouvement ultérieur du rotor, la cavité d'aspiration se transformera en cavité de compression et une nouvelle cavité d'aspiration apparaîtra derrière le rotor, séparée de la cavité de compression par une pale saillante. 3.

Les compresseurs à rotor roulant sont hermétiquement fermés et font partie de petites machines agrégées fonctionnant aux réfrigérants.

Un compresseur rotatif hermétique FGrO, 35~ 1A avec un rotor à piston roulant est illustré à la Fig. . Capacité de refroidissement 405 W (350 kcal/h) à une vitesse de rotation de 25 s -1 . Cylindre diamètre 55 mm, hauteur 33 mm, excentricité 3,5 mm.

Riz. . Compresseur rotatif hermétique FGrO, 35~1A,

Le compresseur et le moteur électrique sont logés dans un boîtier étanche 13, Arbre 4 vertical, excentrique. Un rotor à piston est monté sur l'excentrique du 1er arbre 3, faire rouler la surface intérieure du cylindre 2. La pale 5, située dans le cylindre, est plaquée contre le rotor par un ressort. Le cylindre a un 6 et les 7 meilleurs embouts. Vers l'extrémité supérieure de l'arbre 4 rotor monté 9 moteur électrique, le stator est pressé dans un verre estampé 10, auquel le compresseur lui-même est fixé avec trois boulons. Printemps 14, reposant sur le bas du corps 13, presse le compresseur et le verre avec le stator sur la moitié supérieure du boîtier. La partie inférieure du boîtier est remplie d'huile. L'huile s'écoule vers les pièces frottantes à travers des perçages dans l'arbre et des rainures en spirale sur la surface de l'arbre. Il y a un filtre à l'entrée de la pompe à huile 15.

La vapeur pénètre d'abord dans le boîtier par la vanne d'arrêt d'aspiration 11, refroidit le moteur électrique, puis est aspirée par le compresseur à travers le tube. 8. Vapeur comprimée via la vanne de décharge 16 (plaque en porte-à-faux), située dans le couvercle inférieur du cylindre, passe à travers un tube en spirale jusqu'au tuyau de refoulement extérieur 12.

Les compresseurs unifiés rotatifs hermétiques sont produits avec une capacité de refroidissement de 250 à 600 W.

Riz. . Riz. . Compresseur surpresseur rotatif multi-plaques RAB300,

Les grands compresseurs rotatifs multiplaques à rotor rotatif fonctionnent selon le schéma illustré à la Fig. ,b. Ils sont utilisés comme surpresseurs dans les systèmes de compression à deux étages des usines d'ammoniac. Les compresseurs surpresseurs fonctionnent avec une faible chute de pression (pas plus de 0,28 MPa).

Les surpresseurs rotatifs multi-plaques d'ammoniac RAB90, RAB150, RAB300 (Fig.) et RAB600 font partie d'unités à deux étages. Leur capacité de refroidissement est respectivement de 110, 175, 350, 700 kW (95, 150, 300, 600 mille kcal/h) à un point d'ébullition de -40°C et une température de condensation de 30°C.

Le cylindre 2 et les embouts du compresseur (voir figure) ont une chemise d'eau. Le rotor en fonte 7 est pressé sur l'arbre en acier 5. Des rainures pour les plaques sont fraisées sur toute la longueur du rotor. Assiettes 6 amiante-textolite. Lorsque le rotor tourne sous l'action des forces centrifuges, les plaques sont pressées contre la surface intérieure du cylindre, entraînant la formation de chambres dont le volume change continuellement. Les roulements à rouleaux radiaux sont situés dans les embouts /. Presse-étoupe 4 acier graphite avec joint d'huile. Le joint d'huile est rempli d'huile à travers le réservoir 3, fixé au corps. Le réservoir est équipé d'un voyant pour surveiller le niveau d'huile.

La vapeur est aspirée et forcée à travers les fenêtres du boîtier. Il n'y a pas de valves dans le compresseur. Installé côté refoulement clapet anti-retour, empêchant la vapeur de s'écouler de la canalisation de refoulement vers le compresseur lorsqu'il s'arrête.

Le compresseur est lubrifié par une pompe à plusieurs pistons (lubrificateur), entraînée par un entraînement par courroie depuis l'arbre du compresseur. Le compresseur et le moteur électrique sont montés sur un châssis commun, l'entraînement du compresseur est direct.

Les caractéristiques des compresseurs rotatifs sont la simplicité de conception, l'absence de pièces effectuant un mouvement alternatif (à l'exception des pales), ainsi que de soupapes d'aspiration (pour les gros compresseurs et ceux de refoulement) et un espace mort insignifiant. L'inconvénient de ces compresseurs est la pression finale limitée, car il est pratiquement difficile d'assurer la densité requise entre les surfaces d'extrémité des cylindres et le rotor en rotation, ainsi qu'entre les aubes et leur surface de contact.

Dans les compresseurs rotatifs, le rapport de débit λ est proche en valeur des coefficients d'alimentation dans les compresseurs à piston à mouvement alternatif du piston, et de l'indicateur d'efficacité η je ci-dessous.

COMPRESSEURS À VIS

Les compresseurs à vis sont classés comme rotatifs. Le schéma de conception d'un compresseur à vis est présenté sur la Fig. . Cadre 1 Le compresseur comporte des alésages dans lesquels sont placés deux rotors (vis) à pales dentées hélicoïdales. Rotor principal 2 relié au moteur. Il a des dents larges et convexes. Rotor entraîné 13 entraîné en rotation par la pression de la vapeur comprimée.

Riz. . Coupe schématique d'un compresseur à vis.

Il a des dents fines et concaves. Les arbres du rotor sont maintenus à une certaine distance par une paire d'engrenages de synchronisation 6 et 7. Les supports d'arbre sont des paliers lisses 3 et palier de butée 5. Pour réduire la force axiale, il y a un piston de déchargement sur le rotor d'entraînement 4. Les rotors du compresseur sont en acier forgé solidement. Les profils des dents du rotor sont réalisés de manière à ce qu'elles roulent pendant la rotation, mais n'entrent pas en contact les unes avec les autres. La distance entre les profils de vis est réduite au minimum. Cela nécessite un usinage et un assemblage précis des compresseurs. L'espace entre les rotors est inférieur à 1 mm, l'espace d'extrémité côté refoulement est de 0,1 mm, côté aspiration - 0,5 mm, l'espace entre le rotor et la partie cylindrique du boîtier est de 0,25 mm.

La vapeur pénètre dans les cavités hélicoïdales des rotors lorsque ceux-ci communiquent avec la fenêtre d'aspiration située à l'extrémité du carter. Lorsque les cavités des vis sont coupées de la fenêtre d'aspiration, la vapeur située dans la cavité de travail du compresseur (entre les surfaces des cavités, ainsi que les parois d'extrémité et cylindriques du boîtier) est comprimée, puisque les dents d'une le rotor, lorsqu'il tourne, entre dans les cavités de l'autre, et le volume de vapeur diminue. En fin de compression, les cavités à vapeur comprimée communiquent avec la fenêtre de refoulement située à l'extrémité opposée du boîtier, et la vapeur comprimée est expulsée par les dents du rotor entrant dans les cavités d'un autre rotor. La présence de plusieurs dépressions et leur disposition à vis sur les rotors assurent la continuité de l'alimentation en vapeur comprimée. Le compresseur (voir figure) a un rapport du nombre de dents du rotor de 4 à 6, c'est-à-dire e. Le rotor menant a quatre dents et le rotor mené en a six. Il n'y a pas de valves dans le compresseur. Les performances du compresseur sont contrôlées par un tiroir 12. La bobine avec l'écrou 11 sera mélangée à l'aide d'un rouleau 8 et vis 9. Clé 10 empêche la bobine de tourner. L'entraînement de la bobine peut être manuel ou en mode automatique - hydraulique ou électrique. Lorsque le tiroir se déplace, le début de la compression est retardé, puisque la cavité de compression est reliée à la cavité d'aspiration, ce qui équivaut à une diminution du volume utile du compresseur. La bobine permet d'ajuster les performances de 10 à 100%. Le compresseur est rempli d'huile.

Riz. . Vue générale du groupe compresseur 5BX-350/2.6a-IV :

1 - filtre métallo-céramique pour la purification fine de l'huile ; 2 - moteur électrique; 3" - panneau de manomètre ;

4 - filtre à gaz ; 5 - compresseur à vis ; 6 - volant d'inertie pour le contrôle manuel des performances ;

7 - refroidisseur d'huile ; 8 - Séparateur d'huile; 9 - la pompe à huile; Filtre 10 grossiers ; 11 - carte capteur ; 12 - Carter d'huile.

Les compresseurs à vis peuvent être fabriqués sans lubrification de la cavité de travail (à sec), car les rotors tournent sans que leurs surfaces ne se touchent. Cependant, dans la plupart des cas, ils sont fabriqués avec injection d'huile dans la cavité de travail (remplie d'huile). Dans de tels compresseurs, des taux de compression plus élevés sont obtenus, car l'huile colmate les espaces entre les rotors et évacue la chaleur. Ce dernier permet d'éviter le refroidissement par eau du boîtier.

Les avantages des compresseurs à vis sont moindres dimensions et poids par rapport aux compresseurs à piston et rotatifs, conception équilibrée grâce à l'absence de pièces à mouvement alternatif, rendement élevé grâce à l'absence de vannes et de friction dans la cavité de travail, fiabilité de fonctionnement. Les inconvénients des compresseurs sont un niveau sonore élevé, une vitesse de rotation élevée des vis et un système de lubrification plutôt encombrant.

Dans notre pays, un certain nombre de compresseurs à vis d'une capacité de 400 à 1 600 kW ont été développés pour fonctionner à l'ammoniac et au R22. Ils sont conçus pour fonctionner aussi bien dans des machines frigorifiques à un étage que dans des machines à deux étages comme surpresseur.

Une vue générale de l'unité 5BX-350/2.6a-IV avec compresseur à vis est présentée sur la Fig. . Désignation dans la marque ; le chiffre avant les lettres 5 est le numéro de la base du compresseur, B est la vis, X est la réfrigération, 350 est la capacité de réfrigération en milliers de kcal/h en mode standard, 2,6 est le taux de compression, a est l'ammoniac, IV est le booster. Compresseur à vis, rempli d'huile, entraîné par un moteur électrique via un accouplement élastique, avec une vitesse de rotation de 49 s -1. La capacité du compresseur est régulée par un tiroir mobile, également conçu pour le déchargement lors du démarrage initial. Le boîtier du compresseur est en fonte spéciale. La fenêtre d'aspiration est située en haut et la fenêtre de refoulement en bas. Les rotors en acier sont situés dans des paliers lisses. Les forces axiales agissant sur les rotors sont absorbées par des roulements à contact oblique.

Compresseur 5 et moteur électrique 2 installé sur un séparateur d'huile horizontal 8, qui est installé sur la fondation à l'aide de pattes. Il y a un carter d'huile sous le séparateur d'huile 12, et deux refroidisseurs d'huile à calandre et tubes sont fixés aux supports de support 7. Pompe 9 car le pétrole est entraîné par son propre moteur électrique. Capacité frigorifique d'un groupe compresseur à vis à t Ô=-40°C 180 kW. Les compresseurs à vis Boost sont conçus pour les différences de pression R. n - R. Soleil jusqu'à 0,5 MPa≈5 kgf/cm2.

Les compresseurs à vis fonctionnant dans des machines frigorifiques à un étage sont conçus pour les différences de pression R. n - R. Soleil jusqu'à 1,7 MPa≈17 kgf/cm2. Dans les unités équipées d'un tel compresseur, deux séparateurs d'huile sont installés - horizontal et vertical. Les groupes compresseurs à vis sont conçus pour les installations marines et stationnaires.

TURBOCOMPRESSEURS

Les turbocompresseurs sont utilisés dans les machines frigorifiques ayant une capacité de refroidissement élevée et des pressions finales relativement faibles.

La compression de la vapeur de réfrigérant dans un turbocompresseur est basée sur la création d'une force centrifuge lors d'une rotation rapide de la roue et sur la conversion de l'énergie cinétique acquise au niveau de la pale de la roue. 3 (Fig.), en potentiel dans le diffuseur 4. La roue montée sur l'arbre 1 est située dans un boîtier fermé 2. Lorsque la turbine tourne, la vapeur de réfrigérant est aspirée sur les pales de la turbine. 3 du côté de l'arbre. Lorsqu'elle se déplace le long de la pale, la vapeur acquiert une vitesse de déplacement élevée et, sous l'influence de la force centrifuge, est dirigée de la pale vers le diffuseur 4, où, en raison d'une augmentation de la surface d'écoulement, la vitesse de déplacement de la vapeur diminue et la pression augmente. La pression obtenue à la sortie d'une roue est souvent insuffisante, alors la vapeur est dirigée par l'aube directrice de retour 5 vers la deuxième roue, et, si nécessaire, traverse successivement plusieurs roues. Chaque roue est un étage de compression. Le nombre de roues (étages de compression) dépend du mode de fonctionnement du groupe frigorifique et, par conséquent, du taux de compression R. À /R Ô , ainsi que sur les propriétés du réfrigérant.

Le fonctionnement économique d'un turbocompresseur n'est possible qu'avec de grands volumes de vapeur en circulation. Dans ce cas, les pertes de son flux interne entre les roues et le carter, ainsi que le frottement des roues avec les aubes dans l'espace vapeur, ont peu d'effet sur l'efficacité du compresseur. Par conséquent, les turbocompresseurs sont utilisés pour de grands volumes de réfrigérant en circulation et, par conséquent, pour une capacité de refroidissement élevée. Pour chaque réfrigérant, il existe une limite de capacité de refroidissement en dessous de laquelle le turbocompresseur est structurellement irréalisable ou non rentable.

Riz. . Schéma d'une turbine de turbocompresseur.

Les réfrigérants pour turbocompresseurs doivent répondre non seulement à des exigences générales mais également à des exigences particulières :

avoir un poids moléculaire élevé, qui détermine une quantité importante d'énergie cinétique acquise sur une roue, et donc un degré de compression important, ce qui entraîne une réduction du nombre d'étages de compression ;

ont une faible capacité de réfrigération volumétrique, fournissant un grand volume de réfrigérant en circulation avec une capacité de réfrigération du compresseur relativement faible.

Ces exigences dans dans une plus grande mesure Les Freoners répondent.

Lors de l'utilisation du R11, le fonctionnement du turbocompresseur est assez économique avec une capacité de refroidissement standard de 230 kW et plus, sur le R142 - plus de 700 kW et sur le R12 - plus de 1 400 kW. Le nombre d'étages de compression dans ces conditions est de 2 à 3. Dans les turbocompresseurs à ammoniac, la capacité de refroidissement maximale est de 1 750 kW et le nombre d'étages est beaucoup plus important (10-15). Ceci s'explique par le fait que l'ammoniac a une grande capacité frigorifique volumétrique et un faible poids moléculaire (17,03). Dans les turbocompresseurs à ammoniac, les roues sont souvent placées non pas dans un, mais dans deux ou trois boîtiers séparés, car en raison des conditions de vibration des roues, pas plus de 6 à 7 étages ne peuvent être placés dans un boîtier. Dans les turbocompresseurs à deux et trois corps, 2 à 3 étages sont souvent installés dans chaque corps. Les turbocompresseurs à ammoniac sont souvent utilisés comme surpresseurs.

Le turbocompresseur TKF348 (Fig.) a une capacité de refroidissement de 2,3 millions de W à un point d'ébullition de R12-15°C et une température de condensation de 35°C. Chaque roue de compresseur est un étage de compression.

Dans le bâtiment 2 Le compresseur a trois roues avec pales 3, monté sur un arbre droit 1. L'arbre est monté sur des paliers lisses avec remplissage Babbitt. De plus, un roulement à contact oblique est installé sur le côté du tuyau d'aspiration 14 et du côté opposé - radial 10. Pour réduire l'effort axial sur le roulement à contact oblique, un piston de déchargement (du-mis) est monté sur l'arbre 9. L'extrémité de l'arbre dépassant du boîtier est scellée avec un joint double face en acier graphite 11 . Les anneaux en graphite sont montés de manière lâche sur l'arbre et sont pris en sandwich entre les anneaux mobiles et fixes, de sorte qu'ils tournent à une vitesse inférieure à celle de l'arbre. Pour réduire les fuites de réfrigérant, des labyrinthes à peignes à fentes 7 sont disposés le long de l'arbre. Les roulements et le joint d'huile sont lubrifiés par une unité spéciale composée d'un réservoir d'huile, d'une pompe à huile, d'un refroidisseur d'huile, de filtres et d'une vanne combinée conçue pour réguler la pression d'huile dans le système.

Riz. . Turbocompresseur TKF348.

Le turbocompresseur est bien équilibré et fonctionne à une vitesse de rotation élevée et à une vitesse périphérique de roue élevée. Les roues du compresseur sont en alliage à haute résistance, offrant une marge de sécurité suffisante à des vitesses périphériques élevées. Le turbocompresseur est entraîné par un moteur électrique synchrone grâce à un multiplicateur conçu pour augmenter la vitesse de rotation de 50 à 115 s -1 .

La vapeur de réfrigérant pénètre dans le compresseur par le tuyau d'aspiration 13 et lorsque les roues tournent, elles sont aspirées sur les pales 3 la première roue (gauche) du côté arbre. La vapeur s'écoule des pales vers le diffuseur sans pales 4, où, en raison d'une augmentation de la surface d'écoulement, la vitesse de déplacement de la vapeur diminue et la pression augmente. Pour obtenir le taux de compression requis R. À /R 0 la vapeur du diffuseur de la première roue pénètre dans les aubes de la suivante le long de l'aube directrice inversée 5. Depuis la dernière (troisième) roue, la vapeur passe dans le dispositif de sortie - la volute 8. Un dispositif de contrôle d'entrée est installé du côté aspiration du compresseur 12. En tournant les pales de cet appareil, vous pouvez modifier la zone d'écoulement et maintenir une pression initiale constante sous différents modes de fonctionnement du groupe frigorifique (étranglement de la vapeur à l'aspiration). La capacité de refroidissement est réglable de 100 à 50 %. Devant la deuxième roue, une aspiration intermédiaire de vapeur par le compresseur est prévue (entrée de vapeur à pression intermédiaire dans le compresseur) par le canal 6.

Les turbocompresseurs présentent les avantages suivants par rapport à ceux à piston : équilibre et compacité de la machine du fait de l'absence de forces d'inertie variables, absence de soupapes dont la résistance doit être vaincue dans les machines à piston, absence de risque de coup de bélier, faible encombrement et poids de la machine, manque de lubrification interne, qui élimine la pénétration d'huile dans les échangeurs de chaleur (évaporateur et condenseur).

Les inconvénients incluent la nécessité d'installer un multiplicateur, un moteur électrique synchrone et une unité de lubrification séparée.

Les turbocompresseurs sont utilisés dans les grandes entreprises des industries chimique et pétrolière, ainsi que dans les grandes installations de climatisation.

Les paramètres les plus importants dont dépend la puissance du groupe frigorifique sélectionné sont les suivants :

• volume du réfrigérateur
• température de la chambre
• température environnement
• épaisseur de la paroi de la chambre
• vitesse de mise à jour du produit dans la caméra

Tout d'abord, la puissance de l'unité dépend de volume du réfrigérateur– plus le volume est grand, plus plus de pouvoir.
La programmation Les unités de réfrigération Ariada pour chambres de refroidissement sont présentées sous forme de monoblocs et de systèmes split qui fonctionnent en deux modes de température:

• Monoblocs moyenne température - MSA et systèmes divisés - KMS, maintenir la température à l'intérieur de la chambre +5...-5 °C.
• Monoblocs basse température – A.L.S. et systèmes divisés – KLS Avec température de fonctionnement-18 °C.

Dans des conditions de fonctionnement à température moyenne (+5...-5 °C), la plupart des produits alimentaires tels que les légumes, les fruits, les saucisses, les fromages, les boissons et le lait sont stockés. À basse température (-15...-20 °C), la viande, le poisson et la glace congelés sont stockés.
Température ambiante influence très significativement le choix du groupe frigorifique. Dans la plupart des cas, elle varie de +20 à +40 °C. Une détermination incorrecte de la température extérieure peut conduire au choix d'une unité de faible puissance, ce qui peut par la suite entraîner une diminution de la durée de conservation des produits, voire leur détérioration.
Bien entendu, les parois d'une épaisseur de 100 mm sont pertinentes pour les chambres à basse température ou pour les chambres d'un grand volume de 50 à 80 m3, mais en pratique, la plupart des chambres ont épaisseur de paroi 80 mm.
Vitesse de mise à jour du produit dans la caméra est particulièrement important dans des conditions de basse température, car au moment où les marchandises sont placées dans la chambre, la température ambiante dans la chambre augmente, causée par la température plus élevée des marchandises qui y sont placées et la perte de froid lors de l'ouverture de la porte. . Tout cela peut influencer le choix du groupe frigorifique. Le calcul standard d'un groupe frigorifique est basé sur la valeur de 10 % de renouvellement du volume de la chambre en 1 jour.

Vous pouvez sélectionner avec précision le groupe frigorifique requis à l'aide des tableaux fournis par le fabricant des groupes frigorifiques. Par exemple, vous trouverez ci-dessous des tableaux de sélection des groupes frigorifiques Ariad pour les chambres frigorifiques d'une épaisseur de paroi de 80 mm.

Tableau "Sélection d'unités Ariada moyenne température pour chambres frigorifiques de différentes tailles"

Tableau "Sélection des groupes frigorifiques basse température Ariada pour chambres de différents volumes"

Dans ceux-ci, les conditions de température de conservation des produits alimentaires sont indiquées en blocs verticaux, et en blocs horizontaux la marque du groupe frigorifique et la température ambiante. A l'intersection des conditions sélectionnées, le volume maximum admissible d'une chambre frigorifique d'une épaisseur de paroi de 80 mm est indiqué.
Par exemple, nous avons une chambre frigorifique Ariada KHN-14.9 d'un volume de 14,9 m3.
Nous exigeons que les aliments soient conservés à -18°C.
Température ambiante + 30 °C.
Sur la base du deuxième tableau, nous avons besoin soit d'un monobloc ALS 220, soit d'un système split KLS 220 avec un volume de chambre maximum autorisé de 18 m3 dans des conditions données.

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES DE L'UKRAINE

UNIVERSITÉ D'ÉTAT DE KHARKIV

ALIMENTATION ET COMMERCE

Département des équipements de réfrigération

Travaux de calcul et de graphisme

sur le thème : « Calcul du cycle d'une machine frigorifique à vapeur mono-étage,

détermination des paramètres du réfrigérant.

Sélection du compresseur et du condenseur”

Réalisé par : étudiant de 3ème année

gr. M-17 FOTS

Moshnin E. S.

Vérifié:

Petrenko E.V.

Kharkov 2010

1. Mission pour le RGR………………………………………………………………3

2. Calcul thermique………………………………………………………4

3. Sélection d'un compresseur frigorifique…………………………………7

4. Sélection du moteur électrique KM…………………………………………………………...8

5. Sélection du condensateur………………………………………………………9

6. Conclusion……………………………………………………………………………….……..10

7. Annexe (schéma i-lgp avec cycle intégré d'une machine frigorifique à vapeur à un étage)

1. Tâche RGR

Choisir et sélectionner les équipements frigorifiques (compresseur et condenseur) pour un groupe frigorifique d'une capacité de Q 0 = 2 kW avec alimentation en eau de circulation. L'unité de réfrigération dessert la chambre de la première étape de congélation de la viande en deux étapes sur le réfrigérateur de l'usine de transformation de la viande, située dans la ville de Kamensk-Podolsk ; en maintenant la température de l'air réglée t p = - 12°C dans la chambre de réfrigération est réalisée à l'aide de batteries de refroidissement.

Figure 1. Machine frigorifique mono-étage fonctionnant selon un cycle théorique : a – schéma(B – évaporateur ; VR – séparateur de liquide ; PV – vanne de régulation (papillon) ; PO – sous-refroidisseur ; KD – condenseur ; KM – compresseur) ; b – construction d'un cycle dans le diagramme S – T ; c – construction d'un cycle dans le diagramme lgp-i.

2. Thermique calcul

Le mode de fonctionnement du groupe frigorifique est caractérisé par les températures d'ébullition à, condensation t à, sous-refroidissement (réfrigérant liquide devant la vanne de régulation) t voie, aspiration (vapeur à l'entrée du compresseur) t soleil .

Lors de la détermination des paramètres de conception de l'air ambiant, nous prenons en compte le régime de température de la période estivale.

Paramètres de l'air calculés pour la ville: Zaporojie

salaire- (température de l'air en été) salaire = + 33 0 C ;

φ salaire. - (humidité relative de l'air - été) φ salaire = 39 %.

A l'aide du diagramme i-in (Annexe 2) pour l'air humide on trouve la valeur d'enthalpie initiale, qui correspond à la température de l'air du mois d'été et à l'humidité relative de l'air de ce mois, donc je = 67 kJ/kg .

Ensuite, nous déterminerons la température à l’aide d’un thermomètre à bulbe humide. t b.t. = 22 0 AVEC, (intersection de lignes je = 64 kJ/kg, qui caractérise le contenu thermique de l'air, avec la droite φ = 100 %).

La température de l'eau de retour t w (l'eau fournie au condenseur) est considérée comme supérieure de 3...4 0 C à la température du thermomètre humide, nous acceptons donc :

t w = t m.t. + 3= 23 + 3 = 25 0 AVEC.

À l'aide des données sortantes, en tenant compte du fait que le condenseur fait partie de l'unité de réfrigération qui dessert la chambre de réfrigération pour congeler la viande et fonctionne à l'eau en circulation, nous sélectionnons un condenseur évaporatif. Les condenseurs de ce type ont un débit d'eau en circulation relativement faible, il n'est donc pas nécessaire d'installer un dispositif spécial pour refroidir l'eau.

Je détermine le mode de fonctionnement de la machine frigorifique. J'utilise de l'ammoniac comme réfrigérant.

Le point d'ébullition t o est pris en fonction de la température ambiante et du mode de refroidissement. Lors du refroidissement d'une pièce à l'aide de batteries de refroidissement, le point d'ébullition du réfrigérant est déterminé comme suit : t o = t p - (7...10) 0 C ainsi:

t o = t p - 10 = -12 - 10 = -22 0 C .

Pour éviter que le compresseur ne fonctionne sous l'eau, la vapeur de réfrigérant située devant lui est surchauffée. Pour les machines fonctionnant à l'ammoniac, la sécurité de fonctionnement est assurée lorsque la vapeur surchauffe à 5...15 0°C .

Je prends la température de la vapeur du réfrigérant à 7 0 °C au-dessus du point d'ébullition :

t contre = -22 + 7 = -15 0 C.

La température de condensation d'un condenseur évaporatif est déterminée selon l'annexe 3. En tenant compte des conditions de l'air ambiant ( t z.p = +33 0 C , φ salaire = 0,39) et la densité de flux thermique q F , qui pour les condenseurs de vapeur doit être : q F = 2000W/m2, j'accepte la température de condensation tk =+37 0 C .

La température de sous-refroidissement du réfrigérant liquide est considérée comme étant 5 0 AVEC au-dessus de la température de l'eau en circulation :

t par = 25 + 5 = 30 0 C .

Sur la base des températures obtenues ( à o , t à, t soleil, t par) nous construisons le cycle d'une machine à vapeur à un étage dans le diagramme lgр – i, en numérotant les points nodaux selon la Fig. 2

Figure 2. Construction d'un cycle d'une machine frigorifique à vapeur mono-étage dans un schéma lgр – je

Les résultats de la détermination des paramètres du réfrigérant sont enregistrés dans le tableau 1.

Tableau 1

Paramètres du réfrigérant dans nodal points

Nombre points	Possibilités
		p, MPa	dans, m 3 / kg	je, kJ/kg	s,kJ/kgK	État agent
						vapeur saturée sèche
						vapeur sèche surchauffée
						vapeur surchauffée
						vapeur saturée sèche
						saturé.liquide
						voie liquide
						vapeur humide et saturée

Calcul thermique d'une machine frigorifique mono-étage :

Capacité frigorifique massique spécifique :

q 0 = je 1´ - je 4 ,=1440-330= 1110 (kJ/kg),

Volume spécifique de capacité de refroidissement :

q v = q 0 /v 1 ,=1 110 /0.77 =1441 (kJ/m3),

Travaux théoriques spécifiques de compression :

q dans = je 2 - je 1 ,=1 800 -1440= 360 (kJ/kg),

La chaleur reçue par 1 kg de fluide frigorigène dans le condenseur :

q к = je 2 – je 3 ",=1 800 - 370=1 430 (kJ/kg),

La chaleur reçue par 1 kg de réfrigérant dans le sous-refroidisseur :

q par = je 3 " - je 3 ,=370 - 330 = 40 (kJ/kg),

La chaleur que reçoit 1 kg de réfrigérant dans le condenseur et le sous-refroidisseur :

q k+ par = je 2 - je 3 , =1 800 - 330=1 470 (kJ/kg),

Bilan thermique de la machine frigorifique :

q = q 0 +q int,=1110 + 360 =1 470 (kJ/kg),

Coefficient de performance théorique :

e = q 0 /q int, =1 110 / 360= 3,1

Le coefficient de performance d'une machine frigorifique fonctionnant en cycle de Carnot inversé aux mêmes températures d'ébullition et de condensation est :

e À = T 0 /(T k – T 0)=(273-22)/((273+ 33) - (273-22))= 4,2

3. Sélection du compresseur

De la condition, on sait que Q0 = 2 kW Alors:

1. Capacité massique accrue du compresseur :

G 0 = Q 0 /q 0 , =2/ 1110 = 0, 0018 (kg/s),

2. Le volume de vapeur de réfrigérant absorbé par le compresseur de la machine frigorifique :

V 0 = G 0 v 1 ,= 0,0018 · 0,8= 0,0014 (m 3 /s)

3. Je calcule le coefficient d'alimentation du compresseur λ :

λ = λ с · λ´ w =0, 64 0 0,8=0, 5

Calcul du facteur de volume λ s en tenant compte du fait que pour les compresseurs fonctionnant à l'ammoniac, l'espace mort relatif C = 0,045, indice polytropique de détente (pour compresseurs à ammoniac m = 0,95...1,1)

Coefficient λ´w en tenant compte des pertes volumétriques qui se produisent dans le compresseur, je la calcule selon la formule :

λ´ w = T 0 / Tk =251/ 310= 0,8

On vérifie le coefficient d'alimentation du compresseur à l'aide du schéma, en tenant compte

P = Pk/Po (taux de compression) P = 0,105à λ =0, 5.

4. Volume décrit :

V h = V 0 /λ, = 0,0014/ 0,5=0,0028 (m 3 /s)

Je sélectionne un groupe compresseur en fonction de ce volume : 1A110-7-2.

Pour la sélection finale, nous effectuerons le calcul et la sélection du moteur électrique KM.

4. Sélection du moteur électrique KM

1. Nous déterminons d'abord la puissance théorique (adiabatique) N T (en kW) du compresseur :

N t = G 0 · q bh =0, 0018 · 360 = 0.64 kW.

2. Je détermine la puissance réelle (indiquée) N i (en kW) du compresseur :

N je = N T / η і , =0,64/ 0,79 = 0,8 kW.

Indicateur d'efficacité Je prends la valeur moyenne.

3. Calculer la puissance effective du CM :

N e = N je / η =0,8/ 0,87= 0,9 kW.

Sur la base d'une certaine puissance effective N e (en kW) sur l'arbre du compresseur (selon l'annexe 5), j'ai sélectionné le moteur électrique AOP 2-82-6 pour le compresseur avec une réserve de marche de 10...15 %. Ceci ne s'applique pas aux moteurs électriques intégrés dont la puissance peut être nettement inférieure.

5. Sélection du condensateur

Pour sélectionner un condenseur de machine frigorifique, vous devez d'abord déterminer la charge thermique sur le condenseur Q k (en kW).

1. La charge thermique réelle, prenant en compte les pertes pendant le processus de compression, est déterminée par la formule :

Qk d = Q 0 + N je = 2 + 0,8 = 2,8 kW

Qk t = G 0 q k+p = 0,0018 · 1470= 2, 7 kW.

3. Depuis Qk d > Qk t = 2,8 > 2,7 , la charge thermique est donc inférieure à la charge thermique réelle.

Lors du calcul des paramètres, un condenseur évaporatif avec un flux thermique spécifique a été adopté q F = 2000W/ m2

Surface de transfert de chaleur requise du condenseur :

F = Q k/ q = 2,7 / 1 470 = 0,0018 m2

Selon l'annexe 6, j'accepte un condenseur évaporatif IR - 90 d'une superficie de la section principale de 75 m2 ; par conséquent, j'accepte pour l'installation deux de ces sections d'une superficie totale de 150 m2

6. Conclusion

Lors du calcul du mode de fonctionnement d'une machine frigorifique et de la sélection de l'équipement de réfrigération correspondant, j'ai maîtrisé les bases et les principes de fonctionnement d'un groupe frigorifique pour la congélation de la viande. A partir de données initiales (température de l'air et humidité relative), j'ai appris à trouver et calculer les températures : ébullition, condensation, aspiration et hypothermie. Et entrez ces valeurs caractérisant les paramètres et l'état physique du réfrigérant (ammoniac) dans le diagramme lgp – i.

De plus, lors de l'exécution de RGR, j'ai appris à sélectionner correctement et économiquement équipement nécessaire(condenseur, compresseur et moteur).

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MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION DE LA RÉPUBLIQUE DU BÉLARUS

INSTITUTION ÉDUCATIVE

UNIVERSITÉ TECHNIQUE D'ÉTAT DE GOMEL NOMMÉE D'APRÈS P.O. SEC

Faculté de l'énergie

Département « Génie thermique et électrique industriel et écologie »

PROJET DE COURS

Cours : "Unités industrielles de transfert de chaleur et de masse et de réfrigération"

sur le thème : "Calcul d'un groupe frigorifique "

Interprète : étudiant gr. TE-51

Lyubitch A.V.

Responsable : professeur Ovsyannik A.V.

Homiel 2015

Contenu

• Introduction
• Séparateurs de liquides
• Séparateurs d'huile
• Récepteurs de ligne
• Récepteurs de vidange
• 6. Calcul de l'isolation thermique
• Conclusion
• Bibliographie

Introduction

L'objectif du projet de cours est d'acquérir des compétences dans la conception d'une des installations industrielles de technologie thermique,

Dans ce projet de cours, une unité de réfrigération est calculée. Le résultat du calcul est le choix de l'installation et des équipements principaux, le choix des équipements auxiliaires, le choix des matériaux de structure et la solution des problèmes de protection de l'environnement.

Les groupes frigorifiques sont un ensemble de machines et d'appareils conçus pour obtenir et maintenir des températures dans des objets réfrigérés inférieures à la température ambiante. L'unité de réfrigération se compose d'une machine frigorifique, d'un système d'évacuation de la chaleur de condensation et d'un système d'évacuation de la chaleur des consommateurs de froid.

Dans les unités de réfrigération utilisées dans diverses industries, les machines frigorifiques à compression de vapeur sont les plus largement utilisées. Il est conseillé d'utiliser les machines frigorifiques à absorption dans les cas où il existe des ressources énergétiques secondaires sous forme de gaz de combustion, de produits de combustion, de produits de production technologiques et de vapeur résiduaire de paramètres faibles.

Originaldonnées.

1. Ville - Novgorod

2. Puissance frigorifique de l'installation compte tenu des pertes : Q o =820 kW

3. Température de sortie du liquide de refroidissement de l'évaporateur : t x2 = - 21 o C

4 Fluide de travail (réfrigérant) - ammoniac (R717).

5. Type de système de refroidissement - centralisé avec liquide de refroidissement intermédiaire.

6. Le système d'approvisionnement en eau est réversible.

1. Calcul du cycle d'une unité à compression de vapeur

La température estimée de l'air extérieur pour la ville de Samara est déterminée par la température mensuelle moyenne du mois le plus chaud, en tenant compte de l'influence des températures maximales dans la région :

(1)

L'humidité relative estimée de l'air extérieur est déterminée par H- d

diagramme basé sur la température et la teneur en humidité calculées de l'air, déterminées à partir des valeurs mensuelles moyennes des paramètres de l'air pour le mois le plus chaud - et.

La température de l'eau entrant dans le condenseur est déterminée en fonction de la température de l'air extérieur : pour les systèmes d'alimentation en eau à circulation

(2)

où est la température de l'air extérieur selon un thermomètre humide (déterminée par H- d diagramme de la température estimée et de l'humidité relative estimée de l'air extérieur)

Température de sortie d'eau du condenseur :

unité de réfrigération recyclage de l'approvisionnement en eau

où est le chauffage de l'eau dans le condenseur (°C), pour une calandre horizontale - soit 4h5. Nous acceptons.

Température de condensation des vapeurs de réfrigérant :

Point d'ébullition du réfrigérant :

où est la différence de température minimale dans les évaporateurs d'ammoniac. Nous acceptons

Température de sortie du liquide de refroidissement de l'évaporateur (données initiales).

La température de sous-refroidissement du réfrigérant liquide devant la vanne de régulation doit être 3 heures 5 o C supérieure à la température de l'eau entrant dans le condenseur :

Pour empêcher le réfrigérant liquide de pénétrer dans les cylindres du compresseur, la surchauffe de la vapeur à l'aspiration dans le compresseur doit être assurée entre 5 et 15 °C.

Cette surchauffe est fournie dans l'évaporateur et dans les canalisations d'aspiration du fait des apports de chaleur externes :

Nous construisons un cycle d'une machine à compression de vapeur à un étage dans les diagrammes h-lgp et s-T. [Cm. Annexe 1.2.]

Les paramètres des points sont résumés dans le tableau 1.

Tableau 1.

					État
					Vapeur saturée sèche
					Vapeur surchauffée
					Vapeur surchauffée
					Vapeur saturée sèche
					Liquide saturé
					Liquide surfondu
					Liquide + Vapeur

2. Calcul et sélection des principaux équipements de la machine frigorifique

Pour calculer et sélectionner les principaux équipements d'une machine frigorifique en fonction de la puissance frigorifique de l'installation et des points paramétriques du cycle, nous déterminons le type et le nombre de compresseurs et la puissance thermique des appareils (évaporateur et condenseur).

Sur la base du calcul thermique des appareils, nous sélectionnons le type et le nombre d'évaporateurs et de condenseurs.

Compresseur.

Capacité frigorifique massique spécifique :

(8)

Travail spécifique de compression dans le compresseur :

(9)

Débit massique de réfrigérant pour assurer une puissance frigorifique donnée :

(10)

où Q o =820 kW est la puissance frigorifique de l'installation.

Le débit volumétrique réel de vapeur entrant dans le compresseur par unité de temps :

(11)

où est le volume spécifique de vapeur aspirée (point 1)

Volume décrit par les pistons par unité de temps :

(12)

où est le coefficient d'alimentation du compresseur déterminé à partir du planning,

En fonction du volume décrit par les pistons, nous sélectionnons un compresseur de type P220 avec le volume décrit par les pistons : à une vitesse de rotation de 25 1/s et une consommation électrique de 79 kW.

Nombre de compresseurs :

(13)

où est le débit volumétrique théorique d'un compresseur, qui est une caractéristique de passeport.

Pour une entreprise en fonctionnement continu, nous prévoyons l'installation d'un compresseur de secours du même type.

Débit volumétrique réel des compresseurs :

(14)

Valide débit massique fluide frigorigène circulant dans l'installation avec 6 compresseurs installés :

(15)

Pouvoir théorique (adiabatique) de compression des vapeurs de réfrigérant dans les compresseurs :

(16)

Puissance indiquée consommée par les compresseurs :

(17)

où est l'efficacité de l'indicateur, déterminée à partir du graphique

Puissance effective (à l'arbre du compresseur) :

(18)

- efficacité mécanique, prise en compte des pertes par frottement.

Pour compresseurs à traverse Accepter

Puissance électrique consommée sur le réseau :

(19)

où est l'efficacité de la transmission.

- Efficacité du moteur électrique.

Évaporateur.

Puissance thermique réelle de l'évaporateur

(Capacité frigorifique réelle des compresseurs)

(20)

Différence de température moyenne dans l'évaporateur :

(21)

où est la température du liquide de refroidissement à l'entrée

évaporateur.

Pour les évaporateurs horizontaux à calandre et à tubes d'ammoniac, l'ampleur du changement de température du liquide de refroidissement. Nous acceptons.

Sur la base de la température de congélation de la saumure CaCl 2, nous déterminons la concentration de la solution à partir des données de référence, ainsi que de la concentration et de la température moyenne du liquide de refroidissement. propriétés physiques solution aqueuse de CaCl 2 :

Densité:

Capacité thermique:

Coefficient de dilatation volumique :

Conductivité thermique:

Viscosité cinématique:

On sélectionne la valeur du coefficient de transfert thermique approximativement :

. Nous acceptons.

Densité du flux thermique :

(22)

Lorsque le liquide de refroidissement se déplace à une vitesse allant jusqu'à 1,5 m/s, la densité du flux thermique doit être de 2 330 h 2 900 W/m2.

Surface d’échange thermique de l’évaporateur :

(23)

En fonction de la superficie, nous sélectionnons l'évaporateur 160ITG-2pcs. avec une surface d'échange thermique chacun.

Surface effective totale :

(24)

On vérifie la puissance thermique réelle de l'évaporateur :

(25)

Où

Débit massique du liquide de refroidissement en circulation (saumure) :

(26)

où est la capacité thermique du liquide de refroidissement.

Condensateur.

Puissance thermique réelle du condensateur :

(27)

La différence de température moyenne est déterminée par :

(28)

Dans les condenseurs horizontaux à calandre et tubes, elle est de 5 à 8°C.

Densité du flux thermique :

(29)

Pour les condenseurs à calandre horizontaux : à une vitesse de l'eau de refroidissement jusqu'à 1,5 m/s. . Surface d'échange thermique du condenseur :

(30)

Nous sélectionnons le condensateur KTG-110 - 2 pcs. avec chacun une surface d'échange thermique.

(31)

On vérifie la puissance thermique réelle :

(32)

Où

3. Calcul et sélection des équipements auxiliaires

Séparateurs de liquides

Le nombre de séparateurs de liquide dans le circuit du groupe frigorifique est égal au nombre d'évaporateurs. Le choix d'un séparateur de liquide s'effectue en fonction du diamètre du conduit de vapeur de l'évaporateur puis est vérifié par la vitesse de la vapeur dans le séparateur de liquide, qui ne doit pas dépasser 0,5 m/s.

(33)

où est le débit massique réel du compresseur aspirant la vapeur d'un séparateur de liquide.

- débit massique réel du fluide frigorigène circulant dans l'installation.

- volume spécifique de vapeur aspirée (point 1)

- diamètre intérieur du boîtier du séparateur de liquide.

Pour un évaporateur de diamètre de tuyau 160ITG.

Nous installons des séparateurs de liquide de type 125OZh avec -2 pcs.

Séparateurs d'huile

Nous sélectionnons un séparateur d'huile cyclonique 100OMO en fonction du diamètre du tuyau de refoulement du compresseur P-220 (le diamètre du tuyau de refoulement).

Diamètre du boîtier. - diamètre du récipient sélectionné.

Nous vérifions la vitesse de la vapeur dans la cuve, qui ne doit pas dépasser 1 m/s

(34)

où est le débit massique de réfrigérant à travers le séparateur d'huile (compresseur). - volume spécifique de vapeur aspirée (point 2)

Puisard.

La sélection s'effectue en fonction des performances du groupe frigorifique. Pour les installations moyennes, nous sélectionnons un carter d'huile de type 300CM.

Récepteurs de ligne

La capacité totale du réservoir linéaire pour les systèmes avec liquide de refroidissement intermédiaire ne doit pas être inférieure à la capacité des évaporateurs d'ammoniac lors du remplissage des réservoirs de réfrigérant liquide à pas plus de 80 % de leur capacité, en tenant compte de 50 % de la durée de fonctionnement. remplissage du récepteur.

(35)

où est le volume de l'espace inter-tubes de l'évaporateur. , est la capacité totale des évaporateurs de type 160ITG dans l'espace inter-tubes.

Nous sélectionnons des récepteurs linéaires de type 5РВ-2pcs. DChS = 1200Х12 mm.

Récepteurs de vidange

La capacité du récepteur de vidange est déterminée en fonction de la possibilité de recevoir du réfrigérant liquide du plus grand appareil (évaporateur), en tenant compte de la limite de remplissage ne dépassant pas 40 % pour les récepteurs verticaux et 60 % pour les récepteurs horizontaux.

(36)

où - pour les récepteurs horizontaux.

- volume évaporateur 160ITG dans l'espace inter-tubes.

Nous sélectionnons un récepteur de drainage de type 2.5RD : DChS = 800×8 mm.

4. Calcul du système d'approvisionnement en eau de recyclage

Le calcul d'un système d'alimentation en eau à circulation implique la sélection de tours de refroidissement par ventilateur, la sélection de pompes de circulation et la détermination de la consommation d'énergie pour le fonctionnement du système.

Les données initiales pour le calcul sont :

puissance thermique de la tour de refroidissement

température et humidité de l'air extérieur

(37)

Où

Équation du bilan thermique pour une tour de refroidissement :

(38)

Où

- débit massique d'eau refroidie, kg/s

- capacité calorifique de l'eau

- débit d'air volumétrique à travers la tour de refroidissement, m 3 /s

- densité de l'air, kg/m 3

- enthalpie de l'air à l'entrée et à la sortie de la tour de refroidissement, kJ/kg

- température de l'eau en sortie de la tour de refroidissement (égale à la température de l'eau entrant dans le compresseur).

- température d'entrée d'eau dans la tour de refroidissement (égale à la température de sortie d'eau du compresseur).

La puissance thermique de la tour de refroidissement est déterminée par :

(39)

où est la puissance thermique réelle des condensateurs. [article 2.14]

- puissance thermique évacuée par l'eau lors du refroidissement des compresseurs.

(40)

où est le débit massique d'eau traversant un compresseur P-220. Nombre de compresseurs - 7. - température de sortie d'eau du compresseur. - température d'entrée d'eau dans le compresseur.

À partir de l’équation du bilan thermique, nous déterminons le débit massique d’eau refroidie à travers la tour de refroidissement :

(41)

Débit massique d'eau refroidie à travers le condenseur :

(42)

La tour de refroidissement est sélectionnée en fonction de la section transversale requise :

(43)

où est la densité du flux thermique (charge thermique spécifique) de la tour de refroidissement, déterminée par

Nous acceptons

Sur la base de la section transversale de la tour de refroidissement, nous sélectionnons une tour de refroidissement du type GPV-320 - avec une section transversale d'un montant

(44)

Caractéristiques techniques de la tour de refroidissement :

Puissance thermique à : 372,2 kW

Superficie de la section transversale de la tour de refroidissement : 6,5 m2

Débit d'eau refroidie : 17,76 kg/s

Débit d'air : 16,90 m 3 /s

Capacité du réservoir : 1,5 m3

Puissance du moteur du ventilateur : 6,4 kW

Vitesse de rotation : 12 s -1

Dimensions de la tour de refroidissement

en plan : 2212Х3540 (mm)

hauteur : 2485 mm

Poids : 2006 kg

5. Sélection de pompes pour les systèmes d'alimentation en eau de circulation et les circuits de liquide de refroidissement

Les pompes sont sélectionnées en fonction du débit volumétrique du liquide circulant dans le circuit.

(45)

où est la puissance thermique totale des échangeurs de chaleur (évaporateurs ou condenseurs), kW, est la capacité thermique du liquide, kJ/ (kg o C), est la densité du liquide, kg/m 3, est la variation du liquide températures dans l'évaporateur ou le condenseur.

Débit volumétrique d'eau en circulation lors du refroidissement des condenseurs :

(46)

où est la puissance thermique réelle des condensateurs ; - la capacité calorifique de l'eau ; - densité de l'eau ; - changement de température de l'eau dans le condenseur.

Puisque, selon les calculs, nous avons 4 tours de refroidissement installées, nous installons 4 pompes de travail et une pompe de secours de même puissance.

Débit volumétrique d'eau par pompe :

(47)

Nous sélectionnons le type de pompe - 4K-18a - 4 pcs. (+1 réserve)

Spécifications techniques:

Capacité volumétrique : 19,4 l/s (0,0194 m 3 /s)

Pression totale développée par la pompe : 18 m.v. Art. (176,58 kPa)

Efficacité de la pompe : 0,7

Puissance du moteur électrique : 5,5 kW

Vitesse de rotation : 2900 tr/min

(48)

(49)

où est l'efficacité du lecteur ;

- l'efficacité du moteur ;

Débit volumétrique du liquide de refroidissement en circulation (saumure) dans les évaporateurs :

(50)

où est la capacité calorifique du liquide de refroidissement ;

- densité du liquide de refroidissement ;

- température de sortie du liquide de refroidissement de l'évaporateur ;

(voir clause 2.15) - puissance thermique réelle de l'évaporateur.

Nous sélectionnons une pompe de type 6K-8a - 2 pcs. (+1 réserve)

Spécifications techniques:

Capacité volumétrique : 38,9 l/s (0,0389 m 3 /s)

Pression totale développée par la pompe : 28,5 m.v. Art. (279,6 kPa)

Efficacité de la pompe : 0,75

Puissance du moteur électrique : 22 kW

Vitesse de rotation : 1450 tr/min

La puissance sur l'arbre de la pompe à une pression égale à la résistance du circuit sera :

(51)

Consommation électrique du moteur de pompe :

(52)

où est l'efficacité du lecteur ;

- Efficacité du moteur.

6. Calcul de l'isolation thermique

Pour réduire les apports de chaleur de l'environnement et augmenter l'efficacité du groupe frigorifique, les équipements et les canalisations fonctionnant à des températures inférieures à la température ambiante sont recouverts d'une isolation thermique. Le groupe frigorifique en question est soumis à une isolation thermique.

1) évaporateurs ;

2) séparateurs de liquides ;

3) récepteur de drainage ;

4) canalisations d'aspiration, raccords et circuit de liquide de refroidissement.

Nous effectuons des calculs pour des surfaces situées à l'extérieur et pour des surfaces situées à l'intérieur de

Calcul de l'isolation thermique de l'évaporateur

Lorsque l'évaporateur est situé à l'extérieur.

(53)

où est le diamètre extérieur du boîtier de l'évaporateur. - le rapport entre le diamètre extérieur de la couche isolante et le diamètre extérieur de l'évaporateur.

Où

(54),

Où

- conductivité thermique de la couche d'isolation thermique du matériau - tapis en fibre de verre sur un liant synthétique GOST 10499-78 grade MS-35.

( 55)

où est la résistance au transfert de chaleur des objets cylindriques d'un diamètre inférieur à 2 mètres, où est la température du réfrigérant dans l'évaporateur. - température ambiante annuelle moyenne pour Novgorod. - densité du flux thermique. - coefficient égal à 1, lorsque les objets isolés se trouvent aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur.

Lorsque l'évaporateur est situé à l'intérieur :

Résistance au transfert de chaleur :

( 56)

où est la température du réfrigérant dans l'évaporateur ;

- température ambiante de la pièce

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(57), où

(58),

- coefficient de transfert thermique depuis la surface extérieure de l'isolant.

Afin d'éviter la condensation de l'humidité de l'air ambiant sur couche de couverture isolation thermique de l'évaporateur, nous vérifions l'épaisseur de la couche isolante pour la surface située dans la pièce.

(59)

où (60),

où est la conductivité thermique de la couche d'isolation thermique du matériau - tapis en fibre de verre sur un liant synthétique GOST 10499-78 grade MS-35. - coefficient de transfert thermique depuis la surface extérieure de l'isolant. - la température de l'air intérieur ; - température du fluide frigorigène dans l'évaporateur. - température de surface de l'objet isolant.

Différence de température avec l'humidité relative

À la suite des calculs, nous acceptons la plus grande valeur de l'épaisseur de la couche isolante, à savoir :

Calcul de l'isolation thermique d'un séparateur de liquide

Lorsque le séparateur de liquide est situé à l'extérieur :

Résistance au transfert de chaleur :

( 61)

où est la température du réfrigérant sortant de l'évaporateur pour le liquide de refroidissement ;

- température ambiante annuelle moyenne

- densité du flux thermique

(62)

où est le diamètre extérieur du carter de liquide de refroidissement.

(63),

où est le coefficient de transfert de chaleur depuis la surface extérieure de l'isolant.

Lorsque le liquide de refroidissement se trouve à l’intérieur :

Résistance au transfert de chaleur :

( 64)

où est la température du liquide de refroidissement dans le liquide de refroidissement ;

- température ambiante

- densité du flux thermique.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique du liquide de refroidissement :

(65)

Où

(66),

où est la conductivité thermique de la couche d'isolation thermique du matériau - tapis en fibre de verre sur un liant synthétique GOST 10499-78 grade MS-35. - coefficient de transfert thermique depuis la surface extérieure de l'isolant.

Afin d'éviter la condensation de l'humidité de l'air ambiant sur la couche de couverture d'isolation thermique du liquide de refroidissement, on vérifie l'épaisseur de la couche isolante de la surface du liquide de refroidissement située dans la pièce à l'aide des formules :

(67)

où (68),

- coefficient de transfert thermique lors du calcul de l'isolation tout en évitant la condensation de l'humidité de l'air ambiant.

À la suite des calculs, nous acceptons la plus grande valeur de l'épaisseur d'isolation de la couche d'isolation thermique du séparateur de liquide.

Calcul de l'isolation thermique d'un récepteur de drainage

Lorsque le récepteur est situé à l'extérieur.

Résistance au transfert de chaleur :

( 69)

où est la température du réfrigérant liquide dans le récepteur ;

- température moyenne annuelle du système d'exploitation à Novgorod.

- densité du flux thermique à l'air libre

.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique du liquide de refroidissement :

(70)

Où est le diamètre extérieur du récepteur.

(71),

où est la conductivité thermique du matériau d'isolation thermique - des tapis en fibre de verre sur un liant synthétique GOST 10499-78 de qualité MS-35. - coefficient de transfert thermique de la surface extérieure de l'isolant à l'air libre.

Lorsque le récepteur est situé à l’intérieur :

Résistance au transfert de chaleur :

( 72)

où est la température du réfrigérant liquide dans le récepteur ; - la température intérieure. - densité du flux thermique dans la pièce.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique du liquide de refroidissement :

(73) où

(74)

où est le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure de l'isolation dans la pièce. . Afin d'éviter la condensation de l'humidité de l'air ambiant sur la couche de couverture de l'isolation thermique du récepteur, on vérifie l'épaisseur de la couche isolante pour la surface du récepteur située à l'intérieur à l'aide des formules :

(75)

où (76), B=0,6

où est la différence de température à . - coefficient de transfert thermique lors du calcul de l'isolation tout en évitant la condensation de l'humidité de l'air ambiant. À la suite des calculs, nous acceptons la plus grande valeur de l'épaisseur d'isolation de la couche d'isolation thermique du récepteur.

Calcul de l'isolation thermique des canalisations d'aspiration et des raccords du circuit de refroidissement

En extérieur : - diamètre nominal des canalisations.

Résistance au transfert de chaleur :

( 77)

- température d'entrée du liquide de refroidissement dans l'évaporateur ;

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(78) où

(79),

Où

Nous calculons l'isolation thermique des canalisations. Par lequel le liquide de refroidissement quitte l’évaporateur. Résistance au transfert de chaleur :

( 79)

où est la norme densité linéaire flux de chaleur lorsqu’il est situé à l’extérieur. .

- température annuelle moyenne OS.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(80) où

(81),

où est le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure de l'isolant à l'air libre.

Nous calculons l'isolation thermique des canalisations par lesquelles le liquide de refroidissement pénètre dans l'évaporateur.

Résistance au transfert de chaleur :

( 82)

où est la norme de densité de flux thermique linéaire lorsqu'il est situé à l'intérieur. .

- température d'entrée du liquide de refroidissement dans l'évaporateur ;

- la température intérieure.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(83) où

(84),

Où

Nous calculons l'isolation thermique des canalisations. Par lequel le liquide de refroidissement quitte l’évaporateur.

Résistance au transfert de chaleur :

( 85)

- température du liquide de refroidissement à la sortie de l'évaporateur ;

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(86) où

(87),

où est le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure de l'isolation dans la pièce.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique de la canalisation à l'entrée de l'évaporateur :

(88), où

(89),

où est la température du liquide de refroidissement à l'entrée de l'évaporateur ;

- coefficient de transfert thermique pour éviter la condensation.

(90)

où (91),

où est la température du liquide de refroidissement à la sortie de l'évaporateur ;

À la suite des calculs, nous acceptons les plus grandes valeurs de l'épaisseur de l'isolation de la couche d'isolation thermique des canalisations : - pour la canalisation par laquelle le liquide de refroidissement pénètre dans l'évaporateur ; - pour la canalisation par laquelle le liquide de refroidissement sort de l'évaporateur ;

Lorsqu'il est situé à l'extérieur :

- diamètre nominal de la canalisation d'aspiration.

Nous calculons l'isolation thermique de la canalisation d'aspiration à travers laquelle le réfrigérant quitte l'évaporateur.

Résistance au transfert de chaleur :

( 79)

où est la norme de densité de flux thermique linéaire lorsqu'il est situé à l'extérieur. .

- température annuelle moyenne OS.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(80) où

(81)

Lorsque la tuyauterie est située à l’intérieur :

Nous calculons l'isolation thermique des canalisations d'aspiration à travers lesquelles le réfrigérant quitte l'évaporateur.

Résistance au transfert de chaleur :

( 85)

où est la norme de densité de flux thermique linéaire lorsqu'il est situé à l'intérieur. .

- température du fluide frigorigène à la sortie de l'évaporateur ;

- la température de l'air ambiant.

Épaisseur de la couche d'isolation thermique :

(86) où

(87),

où est le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure de l'isolation dans la pièce.

Afin d'éviter la condensation de l'humidité de l'air ambiant sur la couche de revêtement d'isolation thermique des canalisations dont la température est inférieure à la température ambiante, nous vérifions l'épaisseur de la couche isolante pour les surfaces des canalisations situées à l'intérieur :

Épaisseur de la couche d'isolation thermique de la canalisation à la sortie de l'évaporateur :

(90)

où (91)

où est la température du fluide frigorigène à la sortie de l'évaporateur ;

À la suite des calculs, nous acceptons les plus grandes valeurs de l'épaisseur de la couche isolante des canalisations d'aspiration : - pour la canalisation d'aspiration par laquelle le réfrigérant sort de l'évaporateur ;

Conclusion

Dans ce projet de cours, un calcul d'une unité de réfrigération à compression de vapeur a été réalisé.

Le calcul du cycle de réfrigération et de l'équipement de réfrigération a été effectué, et les équipements principaux et auxiliaires de l'unité de réfrigération de la puissance requise et d'autres paramètres ont été sélectionnés.

Bibliographie

1. Ovsiannik A.V. Un guide pratique pour réaliser un projet de cours dans le cours « Installations industrielles de transfert de chaleur et de masse et de réfrigération » pour les étudiants de la spécialité T.01.02.00 « Génie thermique de l'énergie ». -GGTU, 2002.

2. Climatologie et géophysique de la construction. SNIP 2.01.01 - 82.

3. Génie thermique industriel et génie thermique : Manuel. - Livre 4 /Sous général. éd.V.A. Grigorieva, V.M. Zorina. - M. : Energoatomizdat, 1991.

4. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Manuel des installations de chaudières de faible capacité. - M. : Energoatomizdat, 1989.

5. Sverdlov G.Z., Yavnel B.K. Cours et conception de diplôme systèmes de réfrigération et de climatisation. - M. : Industrie alimentaire, 1978. - 264 p.

6. Isolation thermiqueéquipements et canalisations. SNIP 2.04.14 - 88.

7. Yavnel B.K. Conception de cours et de diplômes d'unités de réfrigération et de systèmes de climatisation. - M. : Agropromizdat, 1989. - 223 p.

8. Vilner Ya.M., Kovalev Ya.T., Nekrasov B.B. Manuel de référence sur l'hydraulique, les machines hydrauliques et les entraînements hydrauliques. Éd. B.B. Nekrasova. Minsk, "École supérieure", 1976.

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