МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПИТАНИЯ И ТОРГОВЛИ

кафедра холодильного оборудования

Расчетно-графическая работа

на тему: “Расчет цикла одноступенчатой паровой холодильной машины,

определение параметров хладагента.

Подбор компрессора и конденсатора”

Выполнил: студент 3-го курса

гр. М- 17 ФОТС

Мошнин Е. С.

Проверила:

Петренко Е. В.

Харьков 2010

1. Задание для РГР………………………………………………………………3

2. Тепловой расчет………………………………………………………………4

3. Подбор компрессора холодильной машины…………………………………7

4. Подбор электродвигателя КМ………………………………………………...8

5. Подбор конденсатора…………………………………………………………9

6. Вывод………………………………………………………………….……..10

7. Приложение (диаграмма i- lgp со встроенным циклом одноступенчатой паровой холодильной машины)

1. Задание РГР

Выбрать и подобрать холодильное оборудование (компрессор и конденсатор) для холодильной установки производительностью Q 0 = 2 кВт с циркуляционным водоснабжением. Холодильная установка обслуживает камеру первой стадии двух этапного замораживания мяса на холодильнику мясокомбината который расположен в городе Каменск-Подольск поддержание заданной температуры воздуха t п = - 12°С в холодильной камере совершается при помощи батарей охлаждения.

Рисунок 1. Одноступенчатая холодильная машина, что работает по теоретическому циклу: а – принципиальная схема (В – испаритель; ВР – отделитель жидкости; РВ – регулирующий вентиль (дросель); ПО – переохладитель; КД – конденсатор; КМ – компресор); б – построение цикла в диаграмме S – T; в – построение цикла в диаграмме lgp-i.

2. Тепловой расчет

Рабочий режим холодильной установки характеризуется температурами кипения t o , конденсации t к , переохлаждения (жидкого хладагента перед регулирующим вентилем) t пер , всасывания (пары на входе в компрессор) t вс .

При определении расчетных параметров окружающего воздуха учитываем температурный режим летнего периода.

Расчетные параметры воздуха для города: Запорожье

t з.п. - (температура воздуха летняя) t з.п. = + 33 0 С ;

φ з.п . - (относительная влажность воздуха - летняя) φ з.п = 39 %.

За i- в диаграммою (приложеним 2) для влажного воздуха находим первоначальное значение энтальпии, которое соответствует температуре воздуха летнего месяца и относительной влажности воздуха в этом месяце следовательно i = 67кДж/кг .

После определим температуру по влажному термометру t м.т. = 22 0 С , (пересечение линии i = 64 кДж/кг , которая характеризует содержание теплоты в воздухе, с линиею φ = 100 % ).

Температура обратной воды t w (води, что подается на конденсатор) принимают на 3...4 0 С выше температуры влажного термометра, следовательно, принимаю:

t w = t м.т. + 3= 23 + 3 = 25 0 С.

Используя исходящие данные, учитывая, что конденсатор входит в состав холодильной установки, которая обслуживает холодильную камеру для замораживания мяса и работает на циркуляционной воде выбираем испарительный конденсатор. В конденсаторах такого типа сравнительно небольшой расход циркуляционной воды, поэтому не нужна установка специального устройства для охлаждения воды.

Определяю рабочий режим работы холодильной машины. В качестве хладагента принимаю аммиак.

Температуру кипения t o принимаю в зависимости от температуры помещения и способа охлаждения. При охлаждении помещения при помощи батарей охлаждения температура кипения хладагента определяю как t о = t п - (7...10) 0 С следовательно:

t о = t п - 10 = -12 - 10 = -22 0 С .

Для предотвращения влажного хода компрессора пара хладагента перед ним перегревается. Для машины, которые работают на аммиаке, безопасность работы обеспечивается при перегреве пара на 5...15 0 С .

Принимаю температуру пара хладагента на 7 0 С выше температуры кипения:

t в.с. = -22 + 7 = -15 0 С.

Температура конденсации для испарительного конденсатора определяю по приложению 3. Учитывая условия окружающего воздуха (t з.п = +33 0 С , φ з.п. = 0.39 ) и плотность теплового потока q F , що для випарних конденсаторів становить: q F = 2000Вт/м 2 , принимаю температуру конденсации t k =+37 0 С .

Температура переохлаждения жидкого хладагента принимаю на 5 0 С выше температуры циркулирующей воды:

t пер = 25 + 5=30 0 С .

По полученным температурам (t o , t к , t вс , t пер ) выполняем построение цикла одноступенчатой паровой машины в диаграмме lgр – і, нумерацію узловых точек расставляем соответственно с рис. 2

Рисунок 2. Построение цикла одноступенчастой паровой холодильной машины в диаграмме lgр – і

Результаты определения параметров холодильного агента фиксируем в таблице 1.

Таблица 1

Параметри холодильного агента в узловых точках

Номер точки	Параметры
		p, МПа	v,м 3 /кг	i, кДж/кг	s,кДж/кг ·К	состояние агента
						сух.насыщ.пар
						сух.перегрет.пар
						перегретый.пар
						сух.насыщ.пар
						насыщеная.жид
						пер. жидкость
						влаж.насыщ.пар

Тепловой расчет одноступенчастой холодильной машины:

Удельная массовая холодопроизводительность:

q 0 = i 1´ - i 4 ,=1440-330= 1110 (кДж/кг),

Удельный обьем холодопроизводительности:

q v = q 0 /v 1 ,=1 110 /0.77 =1441 (кДж/м 3 ),

Удельная теоретическая работа сжатия:

q вн = i 2 - i 1 ,=1 800 -1440= 360 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в конденсаторе:

q к = i 2 – i 3 ",=1 800 - 370=1 430 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в переохладителе:

q по = i 3 " - і 3 ,=370 - 330 = 40 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в конденсаторе и переохладителе:

q к+ по = i 2 - і 3 , =1 800 - 330=1 470 (кДж/кг),

Тепловой баланс холодильной машины:

q = q 0 +q вн ,=1110 + 360 =1 470 (кДж/кг),

Теоретический холодильный коэффициент:

 = q 0 /q вн , =1 110 / 360= 3,1

Холодильный коэффициент холодильной машины, что работает на обратном цикле Карно при тех же температурах кипения и конденсации:

 к = Т 0 /(Т к – Т 0 )=(273-22)/((273+ 33) - (273-22))= 4,2

3. Подбор компрессора

Из условия известно, что Q 0 = 2 кВт тогда:

1. Расшитую массовую производительность компрессора:

G 0 = Q 0 /q 0 , =2/ 1110 = 0, 0018 (кг/с),

2. Обьем пара хладагента, что всасывается компресором холодильной машины:

V 0 = G 0 · v 1 ,= 0,0018 · 0,8= 0,0014 (м 3 /с)

3. Рассчитываю коэффициент подачи компрессора λ:

λ = λ с · λ´ w =0, 64 0 · 0,8=0, 5

Рассчитываю объемный коэффициент λ с с учетом того, что для компрессоров, что работают на аммиаке относительное мертвое пространство С = 0,045 , показатель политропы расширения (для аммиачных компрессоров m = 0,95...1,1 )

Коэффициент λ´ w учитывающий объемные потери, что происходят в компрессоре, рассчитываю по формуле:

λ´ w = Т 0 / Т к =251/ 310= 0,8

Проверяем по диаграмме коэффициент подачи компрессора, учитывая

П = Рк/ Ро (степень сжатия) П = 0,105 при λ =0, 5.

4. Описываемый обьем:

V h = V 0 /λ, = 0,0014/ 0,5=0,0028 (м 3 /с)

Подбираю по этому обьему компрессорный агрегат это 1А110-7-2.

Для окончательного выбора выполним рассчет и підбор електродвигателя КМ.

4. Подбор электродвигателя КМ

1. Определяем сначала теоретическую (адиабатную) мощность N T (у кВт) компресора:

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

2. Определяю действительную (индикаторную) мощность N i (у кВт) компресора:

N i = N T / η і , =0,64/ 0,79 = 0,8 кВт.

Индикатор к.п.д. принимаю по среднему значению.

3. Рассчитаем эффективную мощность КМ:

N e = N i / η =0,8/ 0,87= 0,9 кВт.

По определенной эффективной мощности N e (у кВт) на валу компрессора (по приложению 5) подобрал электродвигатель АОП 2-82-6 к компрессору с запасом мощности 10…15%. Это не относится ко встроенным электродвигателям мощность которых может быть значительно меньше.

5. Подбор конденсатора

Для подбора конденсатора холодильной машины сначала нужно определить тепловую нагрузку на конденсатор Q k (у кВт).

1. Действительная тепловая нагрузка с учетом потерь в процессе сжатия определяю по формуле:

Q k d = Q 0 + N i = 2 + 0,8 = 2,8 кВт

Q k t = G 0 · q к+п = 0,0018 · 1470= 2, 7 кВт.

3. Так как Q k d > Q k t = 2,8 > 2,7 , следовательно, тепловая нагрузка ниже, чем действительная тепловая нагрузка.

При расчете параметров был принят испарительный конденсатор с удельный тепловым потоком q F = 2000 Вт/ м 2

Потребная площадь теплопередающей поверхности конденсатора:

F = Q k/ q = 2,7 / 1 470 = 0,0018 м 2

По приложению 6 принимаю конденсатор испарительный ИК – 90 с площадью поверхности основной секции 75 м 2 следовательно принимаю для установки две такие секции с суммарной площадью 150 м 2

6. Вывод

При расчете рабочего режима холодильной машины и подбирая к ней холодильное оборудование, я освоил основу и принципы работы холодильного агрегата для замораживания мяса. Научился исходя из исходных данных (температуры воздуха и относительной влажности его) находить и рассчитывать температуры: кипения, конденсации, всасывания и переохлаждения. И вписывать эти значения характеризующие параметры и агрегатное состояние хладагента (аммиака) в диаграмму lgp – i.

Так же при выполнении РГР научился правильно и экономно подбирать необходимое оборудование (конденсатор, компрессор и двигатель к нему).

ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Компрессоры паровых холодильных машин входят в состав герметически закрытой системы и предназначены для отсасывания холодильного агента из испарителя в целях поддержания в последнем давления р о , сжатия пара и выталкивания его в конденсатор при давлении р к , необходимом для сжижения.

Производительность компрессора характеризуется холодопроизводительностью машины и зависит от конструкции, режима работы холодильной машины и холодильного агента, на котором она работает.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПРЕССОРОВ

В паровых холодильных машинах используют поршневые компрессоры с возвратно-поступательным движением поршня, ротационные с вращающимся поршнемротором, винтовые и турбокомпрессоры. Диапазон применения различных типов компрессоров приведен в табл. .

В настоящее время больше всего используют поршневые компрессоры.

Поршневые компрессоры классифицируют следующим образом:

по стандартной холодопроизводительности: малые- до 12 кВт (до 10 тыс. ккал/ч); средние- от 12 до 90 кВт (от 10 до 80 тыс. ккал/ч); крупные - свыше 90 кВт (свыше 80 тыс. ккал/ч);

по ступеням сжатия: одно-, двух- и трехступенчатые;

по направлению движения агента в цилиндре: прямоточные с движением агента в цилиндре в одном направлении и расположением всасывающего клапана в дне поршня; непрямоточпые, в которых всасывающий и нагнетательный клапаны расположены в крышке цилиндра и агент меняет направление движения, следуя за поршнем;

по числу цилиндров: одно- и многоцилиндровые;

по расположению осей цилиндров: горизонтальные, вертикальные и угловые (У-образные, веерообразные и радиальные);

в зависимости от выполнения цилиндра и картера: блок-картерные (с общей отливкой блока цилиндров и картера); с отдельными цилиндрами, отлитыми в виде блока или индивидуально;

по числу рабочих полостей: простого действия, в которых холодильный агент сжимается только одной стороной поршня, и двойного действия, где сжатие осуществляется поочередно обеими сторонами поршня;

по устройству кривошипно-шатунного механизма: бескрейцкопфные простого действия и крейцкопфные двойного действия;

по типу привода: с электродвигателем, насаженным на вал компрессора; с непосредственным соединением через муфту и с ременной передачей;

по степени герметичности: герметичные со встроенным электродвигателем в заваренном кожухе без разъемов; бессальниковые (полугерметичные) со встроенным электродвигателем, но отъемными крышками; с внешним приводом и сальниковым уплотнением конца вала, выступающего из картера для соединения с отдельным электродвигателем муфтой или клиноременной передачей; с открытым картером и сальниковым уплотнением штока при выходе его из цилиндра (крейцкопфные двойного действия).

Техническая характеристика поршневых компрессоров, серийно выпускаемых в СССР, дана в табл. и.

Наиболее распространенными являются бескрейцкопфные непрямоточные и прямоточные компрессоры.

Схемы вертикальных бескрейцкопфных непрямоточных компрессоров показаны на рис. , а вертикального прямоточного с сальниковым уплотнением вала - на рис. .

Движение от электродвигателя передается коленчатому валу 2 (см. рис. , а) с помощью ременной передачи или при непосредственном соединении через муфту. Усилие коленчатого вала, размещенного в картере /, передается шатуну 3 и поршню 4 , при движении которого в цилиндре компрессора осуществляется рабочий процесс (всасывание, сжатие и выталкивание пара холодильного агента).

Кривошипно-шатунный механизм, состоящий в бескрейцкопфном компрессоре из коленчатого вала, шатуна и поршня, предназначен для преобразования равномерного вращательного движения вала в неравномерное возвратно-поступательное движение поршня.

Шкив-маховик 10 компрессора предназначен для передачи движения от двигателя, а также для выравнивания нагрузки на двигатель. Шкив-маховик выполняют массивным и за счет инерции он, воспринимая одинаковое количество энергии, поступающей от двигателя, запасает ее, когда поршень находится вдали от мертвой точки, и отдает запас энергии при приближении поршня к мертвой точке.

В малом непрямоточном компрессоре всасывающие и нагнетательные клапаны 6 и 8 расположены в верхней внутренней крышке 2. Головка цилиндра 7 разделена на всасывающую и нагнетательную полости. При движении поршня вниз давление в цилиндре 5 понижается, в результате чего открывается всасывающий клапан 6, и пар поступает в рабочую полость цилиндра. При движении поршня вверх пар сжимается и через нагнетательный клапан 8 выталкивается из цилиндра. Всасывающие и нагнетательные клапаны компрессора самодействующие. Они открываются и закрываются под действием разности между давлениями с двух сторон рабочей пластины клапана.

В средних и крупных непрямоточных компрессорах всасывающие клапаны расположены периферийно (см, рис. , б), что позволило увеличить проходное сечение как всасывающих 6, так и нагнетательных 8 клапанов.

В прямоточном компрессоре (см. рис.) всасывающие клапаны 9 расположены в верхней части поршня, а нагнетательные 5- в верхней внутренней крышке. Форма поршня 10 прямоточного компрессора удлиненная. В поршне предусмотрена полость под всасывающими клапанами, которая сообщается со всасывающим патрубком компрессора, но отделена перегородкой от картера 1. Всасывающий патрубок компрессора расположен в середине по высоте цилиндра и сообщается с полостью поршня, а нагнетательный - в верхней части цилиндра. При движении поршня вниз в рабочей полости цилиндра давление понижается. Всасывающие клапаны в поршне открываются под действием давления пара в полости поршня, а также инерции пластин клапана, и пар поступает в рабочую полость цилиндра. При движении поршня вверх клапаны в поршне закрываются, пар сжимается и выталкивается через нагнетательные клапаны, расположенные в верхней части цилиндра.

В прямоточных компрессорах верхнюю внутреннюю крышку 8, так называемую крышку безопасности (ложную крышку), не крепят к цилиндру, а прижимают к нему буферной пружиной 7. Она предохраняет компрессор от аварии (гидравлического удара) при попадании жидкого аммиака в цилиндр. Если в цилиндр жидкость попадает в значительном количестве, то она не успевает пройти через небольшое сечение нагнетательных клапанов компрессора, в результате чего резко возрастает давление в цилиндре. При этом буферная пружина 7 сжимается, ложная крышка приподнимается и жидкость выходит в нагнетательную полость через образовавшийся зазор между крышкой и цилиндром.

В непрямоточных компрессорах с периферийным всасывающим клапаном также часто применяют ложные крышки. В малых пепрямоточных компрессорах, клапаны которых расположены в неподвижной клапанной доске, на нагнетательном клапане устанавливают вторую, более жесткую буферную пружину. Эта пружина при чрезмерном повышении давления в цилиндре, вызванного попаданием значительного количества масла или жидкого холодильного агента, сжимается, и нагнетательный клапан может открываться больше.

Для защиты компрессора от аварии при чрезмерном повышении давления нагнетания, например при пуске компрессора с закрытым нагнетательным вентилем 13 (см. рис.) или при отсутствии воды на конденсаторе, предназначен предохранительный клапан 16. При давлении нагнетания выше допустимого он открывается и соединяет нагнетательную сторону компрессора со всасывающей (до запорных вентилей).

Рис. . Схемы вертикальных непрямоточных бескрейцкопфных компрессоров:

а - с всасывающими и нагнетательными клапанами, расположенными в крышке цилиндра; б -с периферийным расположением всасывающего клапана: 1 - картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 -поршень; 5 - цилиндр; 6 - всасывающий клапан; 7 -головка цилиндра; 8 - нагнетательный клапан; 9 - клапанная доска; 10 - маховик.

Для разгрузки крупных вертикальных компрессоров при пуске предназначен байпасный вентиль 15. Его открывают перед включением компрессора, и в период его пуска полости нагнетания и всасывания соединяются. Этим исключается сжатие в компрессоре и уменьшается потребность в энергии при пуске, так как энергия расходуется только на приведение в движение компрессора и на преодоление сил инерции и повышенного трения. При автоматическом пуске компрессора применяют электромагнитный байпасиый вентиль. В новых сериях компрессоров байпасные вентили не применяют, но устанавливают электродвигатели с повышенным пусковым моментом.

Рис. . Схема вертикального прямоточного бескрейцкопфного компрессора:

1 - картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - цилиндр; 5-нагнетательные клапаны; 6 - крышка цилиндра; 7 -буферная пружина; 8 - крышка безопасности (ложная); 9 - всасывающие клапаны; 10 - поршень; 11 - маховик; 12 - сальник; 13 - нагнетательный запорный вентиль; 14 - всасывающий запорный вентиль;

15 - пусковой байпасиый вентиль; 16 - предохранительный клапан.

Преимущества бескрейцкопфных прямоточных компрессоров с расположением всасывающих клапанов в поршне - отсутствие теплообмена между полостью всасывания и нагнетания (повышается λ w ), свободное расположение клапанов, что позволяет увеличить проходное сечение их и уменьшить потери от дросселирования в клапанах (повышается λ i ). Недостаток этих компрессоров - большая масса поршня, вследствие чего увеличиваются силы инерции, ухудшается уравновешенность машины, возрастает трение, что препятствует увеличению частоты вращения вала компрессора. Конструкция поршня прямоточного компрессора более сложная, а к всасывающему клапану доступ затруднен. В прямоточных компрессорах применяют преимущественно холодильные агенты с высокой температурой в конце сжатия (главным образом аммиак, для которого нежелателен значительный перегрев при всасывании).

В непрямоточных бескрейцкопфных компрессорах поршень без клапанов имеет меньшие размеры и массу. Его можно изготовить из легких сплавов, что приводит к сокращению инерционных усилий и позволяет увеличить частоту вращения вала. Стесненность в расположении клапанов только в крышке непрямоточного компрессора можно устранить, применив периферийное расположение всасывающих клапанов (см. рис. ,б). При этом увеличивается проходное сечение всасывающих и нагнетательных клапанов и уменьшается теплообмен между полостями всасывания и нагнетания.

В настоящее время отдают предпочтение непрямоточным компрессорам, в том числе и для аммиачных компрессоров.

ДЕТАЛИ КОМПРЕССОРОВ

Основными частями компрессоров являются картеры (блок-картеры), цилиндры, поршни с поршневыми кольцами, кривошипно-шатунный механизм (шток, крейцкопф, шатун, вал), сальники, клапаны (всасывающие, нагнетательные и предохранительные) и устройство для смазки.

Картеры. В бескрейцкопфных компрессорах картеры (рис.) являются основанием для крепления всех частей машины. Кроме того, они воспринимают все возникающие в компрессоре усилия.

Рис. . Картеры и цилиндры бескрейцкопфных компрессоров:

а - картср компрессора ФВ6: 1 - привалочный фланец; 2 -крышка картера; 3 - гнезда под коренные подшипники; 4-нижняя поверхность; 5 - крышка

сальника;

б - блок-картер У-образного четырехцилиндрового компрессора АУ200: 1 - отверстие под смотровое стекло; 2 - гнездо под коренные подшипники; 3 - отверстие под всасывающий вентиль; 4- гнездо для масляного насоса; 5 - отверстие для слива масла из блок-картера;

в - цилиндр непрямоточного компрессора ФВ6;

г - цилиндр прямоточного блок-картерного компрессора (в сборе): 1 - блок-картер; 2 - гильза цилиндра;

3 - уплотнительные резиновые кольца; 4 - клапанная крышка; 5-планка для фиксирования гильз; 6 - буферная пружина; 7 - наружная крышка цилиндров; 8 - охлаждающая водяная рубашка.

Картеры бескрейцкопфных компрессоров закрытые, находятся под давлением всасывания. В них расположены кривошипно-шатунный механизм и устройство для смазки. За уровнем масла в картере наблюдают через смотровое стекло. Для доступа к кривошипно-шатунному механизму и устройству для смазки имеются боковые и торцовые съемные крышки.

В малых компрессорах обычно применяют картеры с одной торцовой крышкой (рис. ,а). К верхнему фланцу картера шпильками крепят цилиндры.

В средних и крупных компрессорах картеры отливают одним блоком с цилиндрами (блок-картер) (рис. ,б). Это уменьшает число разъемов, улучшает герметичность и обеспечивает первоначальное точное расположение осей цилиндров по отношению к оси отверстий под подшипники коленчатого вала.

Картеры и блок-картеры изготавливают из чугуна Сч18-36 или Сч21-40. В малых компрессорах, применяемых на холодильном транспорте, для облегчения их массы при изготовлении картеров и блок-картеров используют алюминиевые сплавы.

Основное требование, предъявляемое к картерам, - достаточная жесткость и прочность. При механической обработке картеров и блок-картеров надо соблюдать следующие условия: оси отверстий под подшипники коленчатого вала должны быть параллельны основанию, а также плоскости крепления блока цилиндров и перпендикулярны плоскости торцовых фланцев.

Цилиндры. В бескрейцкопфных компрессорах простого действия их изготовляют в виде двухцилиндровых блоков (рис. , в) или в виде общего блока с картером (см. рис. , б и г). В цилиндры блок-картера впрессовывают гильзы 2, защищающие блок-картер от износа и облегчающие ремонт. Стенки цилиндра испытывают силы от давления паров, упругости поршневых колец, а также нормальные силы от кривошипно-шатунного механизма.

В нижней части цилиндры бескрейцкопфных компрессоров сообщаются с картером, а в верхней имеют наружную и внутреннюю (клапанную) крышки. В некоторых непрямоточных компрессорах внутренние крышки жестко закреплены между цилиндром и наружной крышкой.

В прямоточных и некоторых непрямоточиых компрессорах клапанная крышка 4 блок-картера (см. рис. , г) прижимается к цилиндру буферной пружиной 6, рассчитанной на давление 0,35 МПа≈З,5 кгс/см 2 .

В средних и крупных компрессорах, работающих на аммиаке и R22, где температура нагнетания достигает 140-160° С, цилиндры имеют водяные охлаждающие рубашки 8 (см. рис. , г). Крышки цилиндров иногда выполняют также с водяной полостью. В компрессорах, работающих на R12 и R142, где температура нагнетания не превышает 90° С, цилиндры и крышки отливают с ребрами (см. рис. 25, в ) для более интенсивного охлаждения их воздухом. Охлаждение цилиндров обеспечивает более экономичную работу компрессоров.

Цилиндры и гильзы изготовляют из чугуна Сч 18-36 или Сч21-40. Цилиндры крупных компрессоров растачивают по 2-му классу точности, мелких герметичных компрессоров- по 1-му классу, по системе отверстия. Для уменьшения трения при движении поршня и создания надежной плотности цилиндры шлифуют. В собранном виде оси цилиндров должны быть перпендикулярны оси вала. Чистота поверхности зеркала требуется не грубее 8-го класса для цилиндров сальниковых бескрейцкопфных компрессоров и не менее 10-го класса для цилиндров герметичных компрессоров.

В бескрейцкопфных компрессорах с чугунными поршнями и поршневыми кольцами зазор между цилиндром и поршнем составляет 0,001 диаметра цилиндра, а в малых компрессорах с диаметром цилиндра до 50 мм, в которых применяют поршни без поршневых колец,- 0,0003 диаметра цилиндра.

Поршни. В вертикальных, У- и УУ-образных бескрейцкопфных компрессорах устанавливают поршни тронкового типа (рис.). Они представляют собой цельную полую конструкцию. В непрямоточных компрессорах поршни непроходные (рис. , а и б) обле ченной конструкции. Верхняя часть поршня имеет форму, соответствующую форме клапанной крышки цилиндра.

Рис. . Поршни компрессоров:

а - бескрейцкопфного непрямоточпого ВФ6: 1 - канавки для уплотнительных поршневых колец; 2 - отверстие

для поршневого пальца; 3-кольцевая выточка для пружинного кольца; 4 - канавка для маслосъемиого поршневого кольца;

б - испрямоточного П110: 1 - тело поршня; 2- уплотнительиые поршневые кольца; 3- пружинные кольца; 4 - маслосъемное поршневое кольцо; 5 - поршневой палец; 6 - шатун;

в - прямоточного (в сборе): 1 - тело поршня; 2 - канавки для уплотнительпых поршневых колец; 3-- поршневой палец; 4 - канавки для маслосъемных поршневых колец; 5-пружинное кольцо; 6 - всасывающий клапан;

г - горизонтального крейцкопфного: 1 - поршень; 2 - гайка; 3- поршневое кольцо; 4 - шток; 5 - штифт; 6 - баббитовый поясок на опорной поверхности поршня.

Проходной поршень тронкового типа прямоточного компрессора (рис. , в) имеет удлиненную форму. В поршне предусмотрены окна или каналы, по которым пары холодильного агента из всасывающего трубопровода поступают к всасывающим клапанам, расположенным в верхней части поршня. От картера всасывающая полость отделена перегородкой в поршне.

Поршень бескрейцкопфного компрессора соединен с шатуном плавающим поршневым пальцем 3 (см. рис., в). От осевого перемещения плавающий поршневой палец ограничен пружинными кольцами 5.

На поверхности поршней имеются канавки для уплотнительных 2 и маслосъемных 4 поршневых колец. Маслосъемные поршневые кольца в прямоточных компрессорах установлены у нижней кромки поршня, в непрямоточных малых - непосредственно за уплотнительными кольцами (см. рис. ,а), а в непрямоточных крупных -у нижней кромки поршня (см рис. ,б). Поршни диаметром до 50 мм выполняют без поршневых колец, но с канавками на поверхности для смазки.

В горизонтальных крейцкопфных компрессорах поршни дисковой формы (рис. , г). На поверхности поршня имеются канавки для размещения поршневых колец 3. Поршень со штоком 4 соединен гайкой 2. Для предохранения гайки от самоотвинчиваиия ее застопоривают, вминая кромку а гайки в один из пазов на штоке.

В двух- и трехступенчатых компрессорах применяют дифференциальные (ступенчатые) поршни.

Поршни тронкового типа изготовляют из высококачественного чугуна Сч21-40 или Сч24-44, а также из алюминиевого сплава (без присадки магния) Ал5. Для изготовления поршней без поршневых колец применяют специальный чугун или низкоуглеродистую сталь. Поршни горизонтальных компрессоров отливают из чугуна или стали с баббитовым пояском на нижней части, а поршневые гайки - из стали Ст.35.

В поршнях тронкового типа отверстия под поршневой палец должны быть соосны и оси их перпендикулярны образующей поршня (чтобы при сборке с шатуном не получилось перекоса поршня по отношению к оси цилиндра); в поршнях дисковой формы отверстие под шгок должно быть концентрично внешней цилиндрической поверхности поршня, а поверхность опорного торца штока - перпендикулярна оси поршня. Канавки для поршневых колец должны быть параллельны между собой, а боковые их поверхности - перпендикулярны образующей поршня.

Рис. . Поршневые кольца:

а - уплотнительные: I- замок

внахлестку; II- косой; III - прямой; б - маслосъемные: I - конусные;

II - с прорезями.

П оршневые кольца. Различают уплотнительные и маслосъемные кольца. Уплотнительные кольца предназначены для создания плотности между стенками цилиндра и поршнем при его движении, а маслосъемные-для удаления избытка масла со стенок цилиндра. Для хорошего уплотнения поршневое кольцо должно всеми точками наружной поверхности плотно прилегать к цилиндру и оказывать на цилиндр равномерное давление. Торцы поршневых колец должны быть строго перпендикулярны образующей наружной поверхности. Поршневые кольца имеют прорезь, называемую замком. Различают три вида поршневого замка: внахлестку, косой, прямой (рис. ,а). Чаще всего применяют замки внахлестку и косой, которые обеспечивают надежную плотность. От уплотнительных колец маслосъемные отличаются тем, что на наружной их поверхности имеется скос, образующий конусную поверхность, или прорези в виде канавки на поверхности кольца (рис. ,б). На поршень маслосъемные кольца устанавливают конусом вверх. При движении поршня вверх между кольцом и стенкой цилиндра создается масляный клин, отжимающий кольцо в канавку поршня, в результате чего масло не поднимается вверх. Чтобы не было препятствия для сжатия кольца, в канавке сверлят отверстия для сообщения ее с внутренней частью поршня, через которые масло или пар выходит из канавки. При движении поршня вниз масло снимается с зеркала цилиндра маслосъемным кольцом, собирается в канавку под кольцом и через отверстия в поршне стекает в поршень и картер.

Большинство бескрейцкопфных компрессоров имеют два-четыре уплотнительных и одно-два маслосъемных кольца. В горизонтальных крейцкопфных компрессорах применяют только уплотнительные кольца.

Поршневые кольца изготовляют из чугуна Сч21-40 с твердостью по Роквеллу 91-102 единицы, а в новых моделях компрессоров - из пластмассы (термостабилизированного капрона). Для увеличения упругости между поршнем и пластмассовыми кольцами размещают экспандеры из стальной ленты.

Во избежание заклинивания поршневых колец и задира зеркала цилиндра замки колец в рабочем состоянии должны иметь зазоры. Зазор в замке поршневого кольца в нерабочем состоянии составляет примерно 0,1 диаметра кольца, а в рабочем - 0,004 диаметра цилиндра. Замки колец следует смещать один относительно другого примерно на 90°. Утечка пара через поршневые кольца снижает коэффициент подачи компрессора, а трение поршневых колец о стенки цилиндра вызывает увеличение расхода мощности.

Требования, предъявляемые к поршневым кольцам,- достаточная упругость, перпендикулярность торца колец наружной образующей, плотное прилегание наружной поверхности колец к стенкам цилиндра.

Шток. Его применяют в горизонтальных крейцкопфных компрессорах для соединения поршня с крейцкопфом. С крейцкопфом шток закреплен на резьбе или болтами, а с поршнем - поршневой гайкой (см. рис. ,г). Шток изготовляют из конструкционной углеродистой стали Ст.40 или Ст.45. Поверхность его цементируют и шлифуют.

Крейцкопф. Он предназначен для соединения штока с шатуном, совершает возвратно-поступательное прямолинейное движение и состоит из корпуса 1 и двух башмаков 2 (рис.). Между корпусом и башмаками размещен набор прокладок 3 для выверки зазоров. Форма скользящей поверхности башмака, а следовательно, и направляющих цилиндрическая.

Крейцкопф соединен со штоком болтами с корончатыми гайками 6, зафиксированными от проворачивания. Корпус крейцкопфа отливают из стали, а башмаки - из серого мелкозернистого чугуна или из стали с баббитовой заливкой. Палец крейцкопфа изготовляют из углеродистой стали Ст.20 и Ст.45 или хромистой 20Х и 40Х. Для придания твердости палец цементируют, закаливают и шлифуют до 9-го класса чистоты. Поверхность пальца обрабатывают по 1-му и 2-му классам точности.

Рис. . Крейцкопф аммиачного горизонтального компрессора:

1 - корпус; 2 -башмаки; 3- прокладка; 4 и 5 -шайбы; 6 - корончатая гайка для крепления шгока; 7 - шток.

Шатун. Он соединяет коленчатый вал с поршнем или с крейцкопфом и представляет собой стержень 1 с головками по концам, одна из которых неразъемная 2, а другая разъемная 3 (рис. , а). Разъем может быть прямой (перпендикулярный оси стержня) и косой. Разъемная головка заливается баббитом 7, либо имеет вкладыш, залитый баббитом, закрепляется на коленчатом валу шатунными болтами 4 с корончатыми гайками 5. Между половинками головки шатуна с каждой стороны закладывают набор тонких регулировочных прокладок 6. При небольшом износе баббита можно снять часть прокладок и восстановить прежний зазор между валом и внутренней поверхностью головки шатуна (так называемая перетяжка подшипника). В компрессорах новых моделей ставят тонкостенные баббитовые вкладыши. Такой вкладыш имеет два слоя стальной ленты толщиной 0,25 мм, покрытой слоем баббита толщиной 1,7 мм. В этом случае набор регулировочных прокладок не ставится.

Закрытая головка в бескрейцкопфном компрессоре имеет впрессованную бронзовую втулку 8 и соединена с поршнем поршневым пальцем. Наибольшее применение находят плавающие пальцы, свободно вращающиеся в отверстии поршня и во втулке шатуна. От осевого перемещения они ограничены пружинящими кольцами или пробками из антифрикционных материалов.

В некоторых моделях малых компрессоров используют бронзовые или алюминиевые шатуны с двумя неразъемными головками (рис. ,б). Таким шатунам соответствует прямой вал с эксцентриком (рис. , г).

К шатунным подшипникам масло подается по каналам 9 и 10 (см. рис. ,а), а при принудительной (насосной) смазке к нижним головкам - по сверлениям в валу компрессора.

Рис. . Детали кривошипно-шатунного механизма:

а-шатун с нижней разъемной головкой: 1 - стержень;

2 - неразъемная головка; 3 -разъемная головка;

4 -болты; 5 - корончатые гайки; 6 - прокладка;

7 - вкладыш; 8 - бронзовая втулка; 9, 10 - каналы для подачи масла; б - шатун с неразъемными головками;

в - вал коленчатый: 1- коренные шейки; 2 - щеки;

9 - шатунные шейки; 4 - противовес; 5 -шейка под сальник; г - вал эксцентриковый с шатуном: 1 - вал;

2 - противовесы; 3 - шатун; д - кривошипно-кулисный механизм: 1 - вал кривошипный; 2 - ползун; 3-кулиса; 4 - поршень.

Шатуны с разъемной головкой изготовляют из углеродистой стали Ст.40 и Ст.45 коваными или штампованными с последующим отжигом и нормализацией, шатунные болты - из хромистой стали 38ХА или 40ХА, а поршневые пальцы - из углеродистой стали Ст.20 и Ст.45 или хромистой стали 20Х и 40Х. Поршневые пальцы закаливают и рабочую поверхность шлифуют до чистоты не ниже 9-го класса.

Вал. Вал должен быть жестким, прочным, а его трущиеся поверхности износоустойчивыми. Различают валы коленчатые (рис. , б), эксцентриковые (в малых компрессорах) (см. рис. , г) и кривошипные (рис. , д). Последние применяют в кривошипно-кулисном механизме малых герметичных компрессоров. Этот механизм движения состоит из кривошипного вала 1 и ползуна 2, который перемещается перпендикулярно оси кулисы 3, приваренной к поршню 4,

Наиболее распространены двухколенчатые и двухопорные валы. Колена смещены на 180°. На шейках вала имеются противовесы, которые предназначены для уравновешивания сил инерции. На каждую шейку вала крепят один, два, три или четыре шатуна.

Опорами для вала являются подшипники. В бескрейцкопфных компрессорах чаще всего применяют коренные подшипники качения - шариковые и роликовые. Однако в качестве подшипников используют также и бронзовые и чугунные втулки. В малых высокооборотных компрессорах применяют подшипники скольжения для уменьшения шума. В крейцкопфных горизонтальных компрессорах используют подшипники скольжения, залитые баббитом. При установке вала эти подшипники пришабривают по шейкам.

Коленчатые валы компрессора изготовляют из углеродистой стали Ст.45 или из хромистой стали 40Х в виде поковки либо штамповки. В валу сверлят каналы для масла. Коренные и шатунные шейки валов должны быть цилиндричные, оси всех коренных шеек должны находиться на одной прямой, оси шатунных шеек должны быть параллельны оси коренных, биение коренных шеек- не более пределов допуска. Для износоустойчивости шейки вала закаливают и отпускают до твердости R с =52÷60. Нагревание шеек осуществляется токами высокой частоты. После термической обработки их шлифуют до 9-го класса чистоты (при подшипниках скольжения).

Шкив-маховик. Его насаживают на коленчатый вал на шпонке и закрепляют гайкой. При использовании ре­менной передачи обод маховика имеет канавки под кли­новидные ремни. В случае непосредственной передачи маховик-муфта предназначен только для выравнивания нагрузки на двигатель.

Сальники. В бескрейцкопфных компрессорах они предназначены для уплотнения вала, выступающего из картера, а в крейцкопфных горизонтальных - для уп­лотнения штока в целях полной герметизации рабочей полости цилиндра компрессора. Сальники можно разде­лить на два типа: сальники бескрейцкопфных компрес­соров с кольцами трения (бронза-сталь, графит- сталь). В таких сальниках плотность между кольцами создается упругостью сильфонов и пружин, а также с помощью масляной ванны, обеспечивающей дополни­тельный гидравлический затвор; сальники крейцкопфных компрессоров многокамерные с разрезными металли­ческими и неразъемными фторопластовыми кольцами.

Сильфонные сальники бескрейцкопф­ных компрессоров. Такие сальники с парой тру­щихся колец бронза-сталь применяют в малых компрес­сорах с диаметром вала до 40 мм (рис. ,а). На вал компрессора надето упругое резиновое кольцо 1, на которое плотно насажено стальное кольцо 2. Оба кольца вра­щаются вместе с валом. Затем на вал свободно надет узел, представляющий собой сильфон 4 (двухслойная иолутомпаковая тонкая гофрированная трубка), к одно­му концу которого припаяно бронзовое кольцо 3, а к другому - направляющий стакан 6. Направляющий стакан закреплен на прокладках 7 крышкой 8 к картеру, поэтому бронзовое кольцо с сильфоном неподвижны. Пружина 5 прижимает бронзовое кольцо 3 к вращаю­щемуся стальному кольцу 2.

Эти кольца должны быть хорошо притерты. Камера сальника заполнена маслом. Недостатком сильфонного сальника является не вполне удовлетворительная проч­ность сильфона.

Менее трудоемки в изготовлении, надежны в работе и просты при монтаже и эксплуатации пружинные саль­ники с масляным затвором.

Наиболее совершенным является пружинный саль­ник с парой трущихся колец, одно из которых выполне­но из специального металлизированного графита, а дру­гое- из цементированной стали.

Односторонний графито-стальной пру­жинный сальник бескрейцкопфного ком­прессора. Сальник такого типа показан на рис. ,б. К неподвижному стальному кольцу 5, установленному в крышке 1 на прокладке 4, прижимается графитовое уп-лотнительное кольцо 5, установленное в подвижном кольце 6. Кольцо 6 надето на вал на упругом резиновом кольце 2. Подвижное кольцо с графитовой вставкой при­жимается к неподвижному стальному кольцу 3 пружи­ной 8, упирается в шайбы 7.

Двусторонний графито-стальной саль­ник компрессора П110 представлен на рис. , в. Два стальных кольца 3 с графитовыми вставками 4 на­деты на вал на упругих фторопластовых кольцах 8. Между подвижными кольцами 3 установлена обойма 2 t в которой расположено несколько пружин 9, упирающихся в шайбы 10. Под действием пружин стальные кольца с гра­фитовыми вставками 4 прижимаются к стальным коль­цам 5, расположенным в наружной 6 и внутренней 12 крышках сальника. При работе компрессора упругие и стальные кольца с графитовыми вставками, а также обойма с пружинами вращаются вместе с валом, а крышки 6 и

Рис. . Сальники бескрейцкопфных компрессоров:

а - сильфонный;

б - пружинный графито-стальной односторонний;

в - пружинный графито-стальной двусторонний.

12 с кольцами 5 неподвижны, Вращающиеся стальные кольца фиксируются планкой 7, а обойма-

(стопорным винтом 1. Уплотнение по валу обеспечивается фторопластовыми кольцами 5, а уплотнение камеры сальника - плотностью между подвижными графитовы­ми вставками 4 (кольцами) и неподвижными стальны­ми кольцами 5. Полная герметичность сальника дости­гается масляным затвором. В камеру сальника масло подается шестеренчатым насосом, а отводится по свер­лениям в валу к шатунным подшипникам. В крышке сальника имеется перепускной регулирующий клапан 11, поддерживающий давление масла на 0,15-0,2 МПа вы­ше давления в картере.

Для небольших валов диаметром до 50 мм применя­ют двусторонние графито-стальные сальники с общей концентричной по валу пружиной. В таких сальниках втулку между кольцами не устанавливают.

Многокамерные сальники с разрезными алюминиевыми и сплошными фторопла­стовыми кольцами. Их применяют только для уп­лотнения штоков крейцкопфных компрессоров. В состав такого сальника (рис.) входят предсальник и собст­венно сальник.

В корпусе предсальника 5 размещены четыре разрез­ных кольца 4, состоящих из трех частей. На наружной поверхности колец имеется канавка, в которую вставле­на браслетная пружина 3. Внутренняя поверхность колец точно и чисто обработана и пружинами прижимается к штоку.

За корпусом предсальника расположены три нераз­резных кольца 9 из фторопласта, чередующихся со сталь, ными (тоже неразрезными) кольцами 8, 10 и 11. При затяжке гаек 2 эластичные фторопластовые кольца плот­но прилегают к штоку.

Собственно сальник состоит из пяти камер. Каждая из них представляет собой чугунный корпус (обойму) 1 с уплотнительным алюминиевым кольцом 6 и замыкаю­щим кольцом 7. Замыкающее кольцо разрезано радиально на три части, а уплотнительное состоит из ше­сти частей, которые перекрывают радиальные прорези. Эти разрезные кольца, как и кольца предсальника, опоя­саны браслетными пружинами. Пружина стягивает части разрезного кольца и прижимает их радиально к штоку. При такой конструкции плотность саморегулиру­ется, так как по мере износа кольцо прижимается ра­диально к штоку. При нагревании штока кольцо саль­ника расширяется, при охлаждении происходит обрат­ный процесс сжатия кольца вследствие упругости брас­летных пружин.

Разрезные кольца изготовляют из алюминиевого сплава. Заготовки колец закаливают и подвергают искус­ственному старению. Уплотняющие поверхности колец тщательно обрабатываются и притираются к штоку, меж­ду собой и к корпусу камер.

Рис. . Многокамерный сальник для уплотнения штока компрессора типа АО.

Смазка сальника и штока осуществляется от насоса-лубрикатора через специальную втулку-фонарь.

Камера между сальником и предсальником соединя­ется со всасывающей стороной компрессора. Поэтому при проникновении паров аммиака из цилиндра по саль­нику они через эту камеру отсасываются компрессором. Таким образом, предсальник находится только под дав­лением всасывания. Назначение предсальника- создать дополнительную плотность, предотвратить утечку ам­миака при остановке компрессора (подтяжкой гаек 2) и попадание в цилиндр и сальник простого машинного масла, которым смазывают кривошипно-шатунный ме­ханизм.

Всасывающие и нагнетательные клапаны. В холо­дильных компрессорах эти клапаны самодействующие, т. с. открываются под действием разности между давле­ниями с двух сторон пластины клапана, а закрываются под действием упругости пластины или пружины.

Основные элементы любого клапана - седло, пла­стина, которая лежит на седле, перекрывая сечение для прохода, пружина, прижимающая пластину к седлу, и направляющая пластины (розетка), которая является также ограничителем подъема пластины над седлом. В некоторых клапанах пружину не устанавливают, тог­да применяют пластины самопружинящие. Их изготов­ляют из тонколистовой пружинящей стали толщиной 0,2-1 мм. Формы пластин клапанов разнообразны.

Рис Клапаны непрямоточных хладоновых малых компрессоров: а -клапанная крышка;

б - пятачковый нагнетательный клапан.

В малых непрямоточных компрессорах всасывающие и нагнетательные клапаны расположены в верхней части цилиндра (в клапанной крышке). Клапанная крышка двухцилиндрового непрямоточного компрессора показа­на на рис. , а. Всасывающие клапаны - двухполосовые самопружинящие, нагнетательные - пятачковые с пружиной (на каждый цилиндр по два пятачковых клапана).

Седлом 2 для всасывающих полосовых клапанов яв­ляется стальная накладка с двумя пазами, перекрытыми самопружинящими пластинами 3. Накладка притерта к клапанной доске 1 и закреплена болтами. Направляю­щей для всасывающих клапанов является клапанная доска, в которой имеются пазы, соответствующие проги­бу пластин (см. рис. , а, разрез по Е-Е). В пазах рас­положены буферные пластины 10.

Чтобы открылись всасывающие клапаны в цилиндре, создается некоторое понижение давления по сравнению с давлением во всасывающей стороне компрессора (до 0,03 МПа≈0,3 кгс/см 2). Под действием разности между давлениями лента, прогибаясь, пропускает пары холодильного агента в цилиндр через щели накладок и отверстия в клапанной доске. При уравнивании давлений в цилиндре и всасывающей полости ленты, выпрямляясь, перекрывают щели накладок.

Нагнетательный клапан открывается в сторону от цилиндра, в котором создается некоторое превышение давления (до 0,07 МПа≈0,7 кгс/см 2) над давлением конденсации. Под действием разности между давлениями пятачковая пластина 5, поднимаясь, сжимает рабочую пружину 6 и открывает проход для пара (рис. , б). Сжатый пар выходит из цилиндра в нагнетательную полость компрессора через отверстия в клапанной доске и прорези в розетке (стакане) 4.

Седлом нагнетательных клапанов является кольце­вой выступ клапанной доски 1. Пятачковая стальная пластина 5 притирается и прижимается к седлу рабочей пружиной 6, расположенной в розетке 4. Кроме того, нагнетательные клапаны снабжены буферной пружи­ной 7, установленной между стаканом 4 и упорной тра­версой 8 (рис. , б).

При попадании в цилиндр жидкого холодильного агента или значительного количества масла буферная пружина дает возможность увеличить подъем пластины клапана. Рабочие и буферные пружины клапана имеют общую направляющую втулку 9. Нагнетательные кла­паны закрываются под действием упругости пружин.

Вгерметичном компрессоре ФГ0,7 нагнетательный клапан пластинчатый с прижимной пластиной установ­лен над клапанной доской (рис.). Пластина нагнета­тельного клапана2 и прижимная пластина 1 закреплены консольно винтом на клапанной доске 4. Под действием разности между давлениями пластина 2 поднимается незакрепленным концом над клапанной доской 4 и про­пускает сжатый пар в нагнетательную полость. Клапан закрывается под действием упругости пластины клапа­на 2 и прижимной пластины 1. Всасывающий клапан 3 язычковый, самопружинящий.

Рис. . Клапанная доска

компрессора ФГ0.7.

Клапаны непрямоточных бескрейцкопфных компрессоров средней и большой производительности показаны на рис. . Всасывающий клапан в этих компрессорах имеет периферийное расположение. Он представляет собой кольцевую пластину 2 (по диаметру больше диаметра цилиндра), прижатую несколькими цилиндрическими витыми пружинами 3 к седлу 1, которым является торец цилиндровой гильзы (рис. ,а). Прижи­мающие пружины размеще­ны в розетке 4, ограничива­ющей подъем пластины на высоту 1,5 мм (при работе на средпетемпературном ре­жиме).

Пространство над пла­стиной сообщается с поло­стью цилиндра. Когда дав­ление в цилиндре понижает, ся, пар из всасывающей по­лости, преодолевая упру­гость прижимающих пру­жин, поднимает пластину и поступает в рабочую полость цилиндра через зазор между пластиной и торцом цилинд­ровой гильзы. Такая конструкция клапанов позволяет применить регулирование производительности компрессора путем отжима пластин всасывающих клапанов. Для этого в крышку установле­на (снаружи или внутри) электромагнитная катушка 5 (рис. ,б). При включении тока в катушке образуется магнитное поле, под действием которого пластина 3 при­тягивается к розетке и открывает всасывающий клапан.

Нагнетательные клапаны непрямоточных компрессо­ров средней и крупной производительности бывают коль­цевые (см. рис. , а) и пятачковые (см. рис. ,б).

Однокольцевой нагнетательный клапан состоит из седла 5, кольцевой пластины 6, прижатой к седлу не­сколькими пружинами 7, и розетки 8 (см. рис,а). Седло и розетка скреплены болтом9. Нагнетательный клапан не скреплен с цилиндром, а прижат к нему (к верхней части розетки всасывающего клапана) буфер­ной пружиной 10. Буферная пружина обеспечивает воз­можность подъема всего нагнетательного клапана на вы­соту до 5 мм, что обеспечивает увеличение площади про­ходного сечения и устраняет нежелательные напряжения в клапане и шатунно-

Рис. . Клапаны непрямоточных компрессоров средней и крупной производительности:

а -компрессора П80; б - компрессора ФУ40РЭ: 1 - седло всасывающего клапана: 2 -кольцевая пластина;

3 - пружина; 4 - розетка; 5 -электромагнитная катушка; 6 - пятачковый нагнетательный клапан.

поршневой группе (а также исклю­чает возможность гидравлического удара) в случае попадания в цилиндр жидкого холодильного агента или значительного количества масла.

В прямоточных компрессорах наиболее распростра­нены пластинчатые полосовые самопружинящие клапа­ны (рис.). Всасывающие клапаны расположены в днище поршня, а нагнетательные - во внутренней крышке цилиндра. Седла 1 и направляющие розетки 2 клапанов имеют продольные пазы для прохода пара. Пазы в седлах перекрываются полосовыми пластина­ми 3. Под действием разности между давлениями пла­стины, прогибаясь в сторону розеток 2, создают продольные щели для прохода пара. Кроме прогиба пластины имеют вертикальный подъем на 0,2-0,4 мм, что обеспе­чивает большее сечение для прохода пара. Клапан за­крывается вследствие упругости пластины, стремящейся принять прямолинейную форму, и обратного давления пара. Самопружинящие полосовые клапаны имеют большое проходное сечение и надежную плотность. Полосо­вые клапаны применяют также в горизонтальных крейцкопфных компрессорах.

Седла и розетки клапанов изготовляют из углероди­стой стали с термической обработкой, а также из высо­кокачественного чугуна, пластины самопружинящих кла­панов - из стальных пружинных термообработанных лент 70С2ХА или У10А толщиной 0,2-1 мм. Для изго­товления пружин клапанов применяют проволоку II класса. Пластины клапанов притирают к седлам.

Рис. . Клапаны полосовые самопружинящие:

а - всасывающие; б - нагнетательные: 1 - седло; 2 -розетка; 3-пластина полосового клапана; 4 - винт крепления,

Требования, предъявляемые к клапанам,- макси­мальное проходное сечение при минимальном мертвом пространстве, своевременная посадка на седло, плот­ность клапанов как при работе, так и при остановке ком­прессора, долговечность работы (для малых машин до 10 000 ч, для крупных и средних до 3000 ч). Плотность клапанов считают удовлетворительной, если после оста­новки компрессора, работающего при давлениях нагне­тания 0,8 МПа≈8 кгс/см 2 и всасывания 0,053 МПа≈400 мм рт. ст., повышение давления на всасывающей стороне компрессора не будет превышать 0,00133 МПа≈10 мм рт. ст. за 15 мин.

Предохранительные клапаны. Их применяют для защиты механизма движения компрессора от перегруз­ки, а также для предохранения компрессора от аварии при чрезмерном повышении давления нагнетания. Дав­ление может повыситься, например, при пуске компрес­соров с закрытым нагнетательным вентилем или при от­сутствии охлаждающей воды в конденсаторе. Предохра­нительный клапан устанавливают на линии, соединяю­щей нагнетательную сторону со всасывающей, до запор­ных вентилей (см. рис.).

Рис. . Клапаны предохранительные: а - шариковый; 6 - наиерстковый.

При работе компрессора предохранительный клапан должен быть закрыт, но если в цилиндре компрессора давление станет выше допустимого, то предохранитель­ный клапан откроется и пар с нагнетательной стороны перейдет на всасывающую. Это прекратит повышение давления и исключит возможность аварии. Давление открытия предохранительного клапана зависит от ра­счетной разности между давлениями р к -р о . Для комп­рессоров последней серии разность между давлениями при открытии предохранительных клапанов 1,7 МПа, а для предыдущих серий компрессоров 1 МПа при ра­боте на R12 и 1,6 МПа - на R717 и R22.

Наиболее распространены пружинные предохрани­тельные клапаны шариковые (рис. , а) и наперстковые (рис. ,б). В клапанах пружина 7 рассчитана на пре­дельную разность между давлениями в компрессоре. Когда разность между давлениями превышает допусти­мую, пружина сокращается. Клапан 3 отходит от сед­ла 1, образуя кольцевое отверстие, через которое холо­дильный агент проходит из полости нагнетания 8 в по­лость всасывания 2. По мере выравнивания давлений клапан закрывается. Наперстковые клапаны с уплотнительным кольцом 9 из маслотеплостойкой резины соз­дают более надежное уплотнение.

До установки на компрессор клапаны регулируют пробкой 5, ввернутой в стакан 6, и испытывают возду­хом на заданную разность между давлениями открытия и закрытия, а также плотность посадки на седло (пос­леднее испытание проводят под водой). После испытания клапан пломбируют (пломба 4).

Предохранительные клапаны ставят только на комп­рессорах средней и большой производительности. В ма­лых компрессорах защиту от чрезмерного повышения давления нагнетания осуществляют только автоматиче­ские приборы.

Устройство для смазки. Для уменьшения нагрева и износа движущихся частей компрессора и снижения рас­хода энергии на трение, а также для создания дополни­тельной плотности в сальниках, поршневых кольцах и клапанах применяют смазку компрессора. Трущиеся ча­сти компрессоров смазывают специальными минераль­ными или синтетическими маслами, имеющими высокую температуру вспышки и низкую температуру застывания.

Масло ХФ-12-18, имеющее температуру вспышки не ниже 160° С и застывания не выше -40° С, используют для смазки компрессоров, работающих на R12 и R142, масло ХФ-22-24 и ХФ-22с-16 (синтетическое) с темпера­турами вспышки соответственно 125-225° С и застыва­ния -55° С÷-58° С - для компрессоров на R22, а масла ХА, ХА-23 и ХА-30, имеющие температуры вспыш­ку 160-180° С и застывания -40÷-38 - для смазки аммиачных компрессоров, Последняя цифра в марке масла соответствует вязкости в ест. В крейцкопфных компрессорах для смазки открытого кривошипно-шатунного механизма применяют масло индустриальное 50 (машинное СУ).

Рис. . Схема смазки бескрейцкопфного компрессора с внешним приводом.

В компрессорах применяют две системы смазки: раз­брызгиванием (безнасосную) и принудительную под дав­лением, создаваемым масляным насосом. Резервуаром для масла в бескрейцкопфных компрессорах является картер, в крейцкопфных - отдельный маслосборник.

Безнасосную смазку применяют в малых компрессо­рах с внешним приводом. Головки шатунов или проти­вовесы коленчатого вала погружают в масляную ванну картера, и при вращении их масло разбрызгивается (барботажная смазка), или уровень масла поддержива­ют по центру коленчатого вала (затопленная смазка).

В герметичных малых компрессорах применяют при­нудительную смазку: при вертикальном расположении вала -под действием центробежных сил (см. рис.), возникающих при вращении вала, при горизонтальном - от ротационного насоса. В средних и крупных компрес­сорах используют принудительную смазку обычно от шестеренчатого насоса. Давление масла поддерживают на 0,15-0,2 МПа выше давления в картере компрессора. Шестеренчатые насосы располагают в крышке картера (незатопленный насос) и в картере под уровнем масла (затопленный насос). В первом случае привод осуществ­ляется непосредственно от вала, во втором - с помощью пары косозубных или цилиндрических шестерен.

На рис. показана система смазки бескрейцкопф-ного компрессора с затопленным шестеренчатым насо­сом. Насос 1 забирает масло из картера через сетчатый фильтр-заборник 4 (грубой очистки) и магнитные стержни 5, задерживающие металлические элементы из­носа. Под напором масло подается через сетчатый фильтр тонкой очистки 3 в полость сальника 6, а в бес­сальниковом компрессоре - в ложный подшипник. Далее масло по каналам, просверленным в валу, поступает к подшипникам 7 нижних головок шатунов. Верхние го­ловки шатунов смазываются разбрызгиванием масла, вы­ходящего из торцовых зазоров нижних головок. Таким же способом смазываются цилиндры, поршни, поршне­вые кольца и коренные подшипники.

В масляной системе давление поддерживается на 0,15-0,2 МПа (1,5-2 кгс/см 2) с помощью регулирую­щего клапана 2, встроенного в фильтр тонкой очистки. При резком повышении давления клапан 2 сбрасывает масло в картер. Контроль за уровнем масла в картере осуществляют визуально по масломерному стеклу. До­пустимые колебания уровня в пределах стекла.

В некоторых компрессорах, работающих на аммиа­ке, масло охлаждают. Для этого на боковых крышках картера предусматривают водяные рубашки или вклю­чают в систему смазки выносные масло-водоохладители (после фильтра тонкой очистки). В компрессорах, рабо­тающих на хладонах, наоборот, иногда предусматрива­ют подогрев масла в картере (электронагревателем) пе­ред пуском компрессора. При подогреве выпаривается хладон, растворившийся в масле во время длительной стоянки, что исключает вспенивание масла во время пу­ска компрессора. При вспенивании масла нарушается работа масляного насоса и происходит унос масла из компрессора в систему холодильной машины.

Крейцкопфный горизонтальный компрессор имеет две самостоятельные системы смазки:

система смазки цилиндра и сальника маслом ХА, Х-23, Х-30;

система смазки кривошипно-шатунного механизма маслом индустриальное 50.

К цилиндру и сальнику масло подается многоплунжерным насосом-лубрикатором, который приводится в движение от торца коленчатого вала через понижающий редуктор или от специального электродвигателя.

Кривошипно-шатунный механизм имеет также при­нудительную смазку от шестеренчатого насоса, который приводится в движение от вала компрессора или от спе­циального электродвигателя. Насосом масло забирается из маслосборника и под давлением направляется к ме­стам смазки, а затем снова стекает в маслосборник. В маслосборнике или перед ним расположены фильтры грубой очистки, на нагнетательной стороне насоса- фильтр тонкой очистки. Масло охлаждается в маслоох­ладителе кожухотрубного типа, который устанавливают над фильтром тонкой очистки.

ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

При проектировании и изготовлении современных компрессоров предусматривают максимальную унифи­кацию и стандартизацию конструкций, т.е. создание оди­наковых узлов и деталей для компрессоров с неодина­ковой холодопроизводительностыо и работающих на разных холодильных агентах. Унификация и стандарти­зация конструкций значительно облегчают организацию серийного производства, снижают себестоимость произ­водства и ремонта.

В качестве унифицированных узлов и деталей ис­пользуют картеры или блок-картеры, валы, шатуны, поршни, поршневые пальцы, поршневые кольца, клапа­ны, сальники, масляные насосы. Максимально унифи­цированы компрессоры с одинаковым ходом поршня. Промышленностью выпущены ряды компрессоров для работы на аммиаке и хладонах с ходом поршня 50, 70 и 130 мм. Различные диаметры и количество цилиндров, а также разная частота вращения вала компрессора обусловливают различную холодопроизводительность компрессоров. Основные показатели этих унифицирован­ных одноступенчатых компрессоров приведены в табл. .

Обозначения в марке компрессоров следующие: Ф - фреоновый - хладоновый, А - аммиачный, В - верти­кальный, У-У-образный, УУ - веерообразный, БС - бессальни­ковый, Г - герметичный, цифры за буквами- холодопроизводительность (в тыс. ккал/ч); буквы за цифрами - РЭ - с электромагнитным регулированием производительности. В табл. значения холодопроиз-водительности и потребляемой мощности, указанные в скобках, относят к компрессорам, работающим на хладонах, марка которых также поставлена в скобки, на­пример (22ФВ22 и т. п).

Компрессоры (см. табл.) рассчитаны на разность между давлениями на поршень р к -р 0 не более 0,8 МПа ≈8 кгс/см 2 (для R12) и 1,2 МПа≈12 кгс/см 2 (для R22 и R717) и на давление в конденсаторе не более 1,6 МПа.

В основу проектирования и изготовления новых се­рий компрессоров положено создание универсальных конструкций для работы на разных холодильных аген­тах со ступенчатым регулированием холодопронзводи-тельности. Предусмотрено уменьшение массы, габарит­ных размеров, увеличение частоты вращения вала до 25-50 с -1 (1500-3000 об/мин), повышение максималь­ного давления в конденсаторе (до 2,0 МПа≈20 кгс/см 2), разности между давлениями на поршень (до 1,7 МПа≈17 кгс/см 2) и степени сжатия (до 20). Расширен диа­пазон производительности герметичных и бессальниковых компрессоров. Предусмотрено использование винтовых компрессоров в большом диапазоне производительности.

Техническая характеристика одноступенчатых порш­невых бескрейцкопфных компрессоров этой серии при­ведена в табл. . Обозначения в марке компрессоров следующие: П - поршневой, ПБ - поршневой бессальниковый, цифры за буквами - холодопроизводитель­ность (в тыс. ккал/ч) при стандартном режиме.

В табл. даны два унифицированных ряда компрес­соров с ходом поршня 66 и 82 мм, рассчитанных для ра­боты на разных холодильных агентах. Ряд компрессоров средней производительности с ходом поршня 66 мм за­менит компрессоры предыдущей серии с ходом поршня 70 мм, ряд с ходом поршня 82 мм - крупные компрессо­ры с ходом поршня 130 мм (см. табл.).

Компрессоры с ходом поршня 50 мм (см. табл.) при совершенствовании конструкции останутся в ряду со­временных.

Особую группу составляют малые герметичные ком­прессоры, техническая характеристика которых приведе­на в табл. .

Одноступенчатые компрессоры

Малые компрессоры. Эти компрессоры бескрейцкоп-фные, непрямоточные, простого действия. Они рассчита­ны для работы на R12, R22, R142, R502. Выполняют их с внешним приводом и сальниковым уплотнением вала, бессальниковыми и герметичными. Компрессоры приме­няют в торговых агрегатах, транспортных установках, автономных кондиционерах и домашних холодильниках.

Компрессоры с внешним приводом и саль­никовым уплотнением вала. Это двух- и четы­рехцилиндровые компрессоры с вертикальным и У-образным расположением цилиндров с диаметром 40 и 67,5 мм и ходом поршня 45 и 50 мм. Блоки цилиндров сьемные, охлаждение цилиндров воздушное. Вал ком­прессора двухопорный с частотой вращения до 24 с -1 , приводится в движение электродвигателем с помощью клиноременной передачи или при непосредственном со­единении через муфту. Приводной конец вала уплотнятся сильфонным или пружинным сальником с парой трения графит - сталь, бронза - сталь или сталь по стали. Смазка барботажная.

Компрессор 2ФВ-4/4,5, который встраивают в агрегаты ФАК-0,7, ФАК-1,1 и ФАК-1,5, показан на рис. . Это вертикальный двухцилиндровый непрямоточный компрессор, диаметр цилиндра 40 мм, ход поршня 45 мм, стандартная холодопроизводительность 0,815, 1,28 и 1,75 кВт (0,7, 1,1 и 1,5 тыс. ккал/ч) при частоте враще­ния 7,5, 10,8 и 16,7 с -1 (450, 650 и 950 об/мин). Разная частота вращения вала компрессора достигается уста­новкой маховиков разного диаметра и соответствующих электродвигателей.

Рис. . Компрессор 2ФВ-4/4,5.

Цилиндры 6 компрессора отлиты отдельным блоком, вал коленчатый 2 с противовесами 10 опирается на брон­зовые подшипники 3. Для установки вала у картера 5 предусмотрена съемная крышка 4. Шатуны 1 стальные, штампованные с разъемной нижней головкой. Вал уплотняют двусторонним сильфонным сальником 11. Смазка компрессора осуществляется разбрызгиванием. Всасывающие язычковые 7 и нагнетательные пятач­ковые 8 клапаны компрессора 2ФВ-4/4,5 расположены и клапанной доске, жестко скрепленной с корпусом цилиндра на прокладках из специальной резины. Поршень 9 имеет три уплотинительных кольца. В нижней части поршня сделаны две маслослизывающие канавки. Двухцилиндровый вертикальный непрямоточный компpeccop ФВ6 показан на рис. . Стандартная холодо­производительность компрессора 5,5-7 кВт (4,7-б тыс. Ккал/ч) при частоте вращения вала 16-24 с -1 . Диаметр цилиндра 67,5 мм. Ход поршня 50 мм.

Рис. . Рис. 39. Компрессор ФB6:

1 - картер; 2 - блок цилиндров; 3 -шатун с поршнем;

4 - клапанная доска; 5 - крышка цилиндров; б - коленчатый вал; 7-подшипник задний;

5 - подшипник передний;

9 - корпус подшипника;

10 - передняя крышка;

11 - сальник.

Картер компрессора ФВ6 отлит отдельно от блока цилиндров, который присоединен к картеру с помощью фланца шпильками. На наружной поверхности цилинд­ра имеются ребра, способствующие охлаждению возду­хом. Фланец для крепления цилиндров искусственно рас­ширен, так как вал компрессора, собранный с кривошипно-шатунным механизмом, вводится в картер через этот фланец.

Вал двухколенчатый стальной штампованный опира­ется на подшипники качения (шариковые и роликовые). Шатуны стальные, штампованные, двутаврового профиля Нижняя разъемная головка шатуна залита бабби­том, а в верхнюю запрессована бронзовая втулка. С поршнем шатун соединен плавающим поршневым пальцем, который удерживается от осевого перемещения пружинящими кольцами, вставленными в специальные канавки тела поршня. Поршень алюминиевый, имеет два уплотнительных кольца и одно маслосъемное.

Всасывающие клапаны полосовые, самопружинящие, нагнетательные - пятачковые с пружинами (см. рис.). Сальник односторонний графито-стальной пружинный. Смазка барботажная.

Графическая характеристика компрессора ФВ6, ра­ботающего на R12 и R22, дамы на рис. .

Рис. . Графическая характеристика компрессора ФВ6.

Сальниковый четырехцилиндровый У-образный непрямоточный компрессор ФУ 12 (рис.) имеет стан­дартную холодопроизводителыюсть 14 тыс. Вт (12 тыс. ккал/ч) при частоте враще­ния вала 24 с- 1 (1440об/мин). Он построен на одной базе с компрессором ФВ6. (Ход поршня 50 мм, диаметр ци­линдра 67,5 мм.) К картеру компрессора крепят два блока, в каждом из них по два цилиндра. Вал двухколенча­тый. На шейках вала устанавливают по два шатуна. Блоки цилиндров, шатуны, поршни и клапаны такие же, как и у компрессора ФВ6.Сальник пружинный, графито-стальной, двусторонний. Смазка компрессора принудительная от шестеренчатого насоса, установленного в крышке картера. Привод компрессора через клиноременную передачу или непосредственно через муфту.

Рис. . Сальниковый четырехцилиндровый У-образный непрямоточ иый компрессор ФУ12:

1 - картер; 2 - блок цилиндра; 3 - торцовый шестеренчатый масляный насос; 4 - коленчатый вал; 5 - шатун; 6- поршень; 7, 10 - всасывающие клапаны; 8, 12 - нагнетательные клапаны; 9 - сальник уплотнения вала с графитными и стальными кольцами трения; 11 - газовый фильтр.

Бессальниковые компрессоры. Эти ком­прессоры вместе с электродвигателем заключены в общем кожухе, а ротор электродвигателя закреплен непосред­ственно на валу компрессора консольно. В компрессоре сальника нет. Для доступа к электродвигателю и меха­низму компрессора корпус бессальникового компрессо­ра имеет съемные крышки.

Бессальниковые компрессоры. Эти ком­прессоры вместе с электродвигателем заключены в общем кожухе, а ротор электродвигателя закреплен непосред­ственно на валу компрессора консольно. В компрессоре сальника нет. Для доступа к электродвигателю и меха­низму компрессора корпус бессальникового компрессо­ра имеет съемные крышки.

Бессальниковые компрессоры более надежны в экс­плуатации, могут работать при повышенной частоте вра­щения вала, имеют уменьшенные габаритные размеры и менее шумны в работе.

Двухцилиндровый бессальниковый компрессор с вер­тикальным расположением цилиндров ФВБС6 показан на рис. . Стандартная холодопроизводительность компрессора при работе на R12 7 кВт (6 тыс. ккал/ч) при 24 с -1 , диаметр цилиндра 67,5 мм, ход поршня 50 мм. Чугунный блок-картер имеет съемные цилиндровые гиль­зы. Вал двухколенчатый, стальной, штампованный, с двумя подшипниками качения. Ротор электродвигателя трехфазного тока закреплен на валу компрессора консольно. Поршни компрессора алюминиевые с двумя уплотнительными и одним маслосъемным кольцами. Шатуны штампованные с неразъемной верхней и разъемной нижней головками. Нижняя головка со сменными тонкостенными вкладышами. Клапаны всасывающие полосовые, самопружинящие, нагнетательные - пятачко­вые, нагруженные пружинами. Клапаны смонтированы на общей клапанной плите. На картере, корпусе элек­тродвигателя и верхней части цилиндров предусмотре­ны съемные крышки.

Рис. . Бессальниковый двухцилиндровый фреоновый компрессор ФВБС6:

1 - блок-картер; 2-коленчатый вал;

3 - шатун; 4-поршень; 5 - цилиндровая гильза; 6 - нагнетательный клапан;

7 - всасывающий клапан; 8 - крышка цилиндров; 9 - статор электродвигателя; 10 - ротор; 11 - маслоразорызгивающий диск; 12 - крышка; 13 - трубка для подачи масла; 14 - масляный сальник;

15 -всасывающий вентиль; 16 - фильтр газовый; 17 - смотровое стекло.

Всасывающий патрубок устанавливают на корпусе статора, и пар холодильного агента из испарителя про­ходит через электродвигатель, а затем в цилиндр, в ре-(ультате чего охлаждается обмотка электродвигателя и уменьшается его номинальная мощность. Электродви­гатель изготовлен из материалов, стойких к хладону и маслу. Смазка компрессора барботажная.

В бессальниковых компрессорах большей производи­тельности (ФУБС 12, ФУУБС 25, ФУБС 40) смазка ком­бинированная. Шатунные шейки смазываются от затоп­ленного шестеренчатого масляного насоса, а цилиндры, поршни, поршневые пальцы и коренные подшипники - разбрызгиванием. Контроль за уровнем масла в картере низуальный, через смотровое стекло в картере.

Герметичные компрессоры. В настоящее вре­мя холодопроизводительность этих компрессоров до 3,2 кВт (до 2,8 тыс. ккал/ч). Их применяют в торговых агрегатах, автономных кондиционерах и домашних хо­лодильниках.

Диапазон холодопроизводительности для герметичных компрессоров предполагается расширить до 12 кВт (см. табл.).

Герметичные компрессоры рассчитаны для работы на R12, R22, R142, R502. Эти компрессоры вместе с элек­тродвигателями размещены в общем герметически за­крытом кожухе. В отличие от бессальниковых корпус герметичных компрессоров не имеет разъемов. Эти ком­прессоры компактны, имеют большую надежность и ма­лошумны в работе.

Герметичные компрессоры выполняют с вертикаль­ным валом и горизонтальным расположением цилиндров, с горизонтальным валом и вертикальным расположени­ем цилиндров. Электродвигатели применяют трех- и однофазные.

Наиболее распространенный герметичный компрессор ФГ0,7 со стандартной холодопроизводительностью (при работе на R12) 815 Вт (700 ккал/ч) при частоте вращения 24 с -1 (1440 об/мин) показан на рис. . Компрес­сор с электродвигателем расположен в стальном зава­ренном кожухе.

Рис. . Герметичный компрессор ФГ0,7-3.

Компрессор ФГ0,7 двухцилиндровый, непрямоточный, имеет вертикальный эксцентриковый вал и два горизонтально расположенных цилиндра. Угол между осями цилиндров 90°. Диаметр цилиндра 36 мм, ход поршня 18 мм. Корпyc компрессора 11 отлит вместе с цилиндрами из серого антифрикционного чугуна и укреплен в нижней половине кожуха на трех пружинных подвесках. Бронзовые шатуны 12 с неразъемными головками надеты на общую шатунную шейку эксцентрикового вала 10. Противовесы 16 прикреплены к валу винтами. Поршни 2 стальные, без поршневых колец, с канавками. Уплотнение между поршнем и цилиндром достигается повышенной точностью обработки, уменьшением

Рис. . Схема смазки герметичного компрессора ФГ0,7.

зазоров путем селективного подбора деталей. Поршневые пальцы 15 стальные с латунными заглушками по торцам.

Пластинчатые (лепестковые) всасывающие и нагнетательные клапаны установлены на стальной клапанной доске. Головка цилиндра 3 разделена на две полости и прикреплена к цилиндру шпильками на паронитовых прокладках.

Смазка компрессора принудительная (рис.). Из нижней части кожуха масло подается к трущимся частям по двум вертикальным каналам в валу. По одному Из каналов масло выходит к шатунам, а по другому - к верхней коренной шейке вала. Каналы соединены радиальными отверстиями с коротким центральным каналом. Масло движется под действием центробежной силы, возникающей при вращении вала.

Электродвигатель трехфазный мощностью 0,35 кВт с частотой вращения 25 с -1 (1500 об/мин). Статор 9 (см. рис.) запрессован в верхнюю часть корпуса компрес­сора, ротор 8 закреплен на верхнем конце вала. Элекродвигатель изготовлен из материалов, стойких к хладону и маслу. Крыльчатка 6, установленная на верху ротора, способствует охлаждению двигателя. Компрессop с электродвигателем в кожухе опирается на три пружинные опоры 17. На верхней части кожуха 7 рас­положен всасывающий запорный вентиль 5. Сначала пap R12 поступает в кожух, в результате чего электро­двигатель охлаждается, а затем в компрессор по двум вертикальным всасывающим трубкам 4. Сжатый пар выходит через глушитель 13, расположенный в корпусе компрессора между цилиндрами, в нагнетательный тру­бопровод к выходному штуцеру 14.

В нижней части кожуха находятся контакты и клеммовая панель для переключения обмотки электродвига­теля, а также реле тепловой защиты, включенные в две фазы двигателя. Электродвигатель компрессора рассчи­тан на напряжение 127 и 220 или 220 и 380 В.

Герметичные компрессоры выпускают в трех испол­нениях в зависимости от температурного режима рабо­ты и холодильного агента (табл.).

Техническая характеристика унифицированного ря­да герметичных компрессоров приведена в табл.

Герметичные компрессоры с вынесенным статором и экранированным ротором (рис.) более надежны в ра­боте и удобны в ремонте. В них обмотка двигателя не соприкасается с хладоном и маслом. Между ротором 3 и статором 4 расположен экран 2 из нержавеющей ста­ли толщиной 0,3 мм.

Рис. . Герметичный компрессор ФГ0,7 с вынесенным статором и экранированным ротором:

1-щиток; 2 - экран; 3 - ротор; 4 - статор; 5 - обойма; б - верхний кожух компрессора; 7 - нижний кожух компрессора; 8 - клеммная коробка с тепловой защитой; 9 - крепление статора.

В холодильных машинах для домашних холодильных шкафов применяют герметичные непрямоточные ком­прессоры с вертикальным и горизонтальным валом.

Герметичный одноцилиндровый компрессор ФГ0,14 (рис.) с горизонтальным валом и вертикальным ци­линдром предназначен для холодильной машины домаш­него холодильника ЗИЛ-Москва. Диаметр цилиндра 27 мм, ход поршня 16 мм, частота вращения вала 25 с" 1 . Холодопроизводителыюсть при t о =-15°С и t К =30°С 165 Вт (140 ккал/ч). Номинальная мощность электро­двигателя 93 Вт. Герметичный компрессор без кожуха и статора показан на рис. , а . Вал 1 стальной, одноколенчатый, двухопорный. Шатун чугунный с разъемной нижней головкой без вкладыша. Поршень 3 стальной, без колец, с двумя канавками. Поршневой палец 2 фик­сируется в поршне с помощью клина и пружины. Пру­жинящее крепление пальца обеспечивает бесшумность работы. Квадратная пластина всасывающего клапана 4 (рис. ,б)

Рис. 46. Компрессор ФГ0,14: а - компрессор; б - клапанная группа; в -система смазки.

зажата по контуру между крышкой 8 и ци­линдром. Пар поступает в цилиндр по всасывающей труб­ке 11 и отверстиям по окружности расточки в крышке. Круглая пластина нагнетательного клапана 6 перекры­вает отверстия в седле 5, которое соединено с крышкой 8 заклепкой 7. Сжатый пар выходит через нагнетатель­ный клапан и трубку 12. К трубкам 11 и 12 приварены глушители. Смазка принудительная от ротационного на­соса (рис. , в). Ротором насоса является эксцентрич­ная выточка на валу компрессора, а корпусом - вкла­дыш подшипника 13. Из нижней части кожуха масло по­дается к подшипникам 13 и 14, а затем через редукци­онный клапан 15 в канавку, сделанную по образующей цилиндра. На выступающем конце вала закреплен ротор 9 (см. рис. , а) с противовесом 10, Электродвигатель компрессора специального исполнения: переменного то­ка, асинхронный, однофазный с пусковой обмоткой и короткозамкнутым ротором. Компрессор с электродви­гателем размещен в герметичном кожухе. Компрессор устанавливают на пружинных подвесках (виброизолято­рах).

Герметичные компрессоры заполняют хладоном и мас­лом на заводе-изготовителе. Кожух компрессора можно вскрывать только на заводе или в специальных цехах по ремонту герметичных машин.

Рис. Непрямоточный бессальниковый шестицилинд­ровый компрессор ПБ60

С редние компрессоры. К этой группе относят ком­прессоры последней серии с ходом поршня 66 мм, диа­метром цилиндра 76 мм, стандартной холодопроизводительностью от 25 до 90 кВт (см. табл. 6) и компрессоры предыдущих серий с ходом поршня 70 мм, диаметром цилиндра 101,6 и 81,88 мм (см. табл.). Все компрессо­ры средней производительности бескрейцкопфные, блок-картерные, простого действия.

Компрессоры с ходом поршня 66 мм непрямоточиые, поршневые, бессальниковые (ПБ40, ПБ60, ПБ80) и с внешним приводом - сальниковые (П40, П60, П80), с числом цилиндров 4, 6 и 8. Они выпускаются в универ­сальном исполнений, т.е. для работы на различных хо­лодильных агентах (R12, R22 и аммиаке) и в разных температурных режимах: высокотемпературном (t о = = + 10÷-10°С), среднетемпературном (-5÷-30°С) и низкотемпературном (-20÷-40° С) при разности давлений p к - p о ДО 1,7 МПа.

Компрессоры с ходом поршня 70 мм все сальниковые с числом цилиндров 2, 4 и 8. Их изготовляют двух ти­пов: прямоточные с диаметром цилиндра 81, 88 мм, рас­считанные для работы на R12, R22 и аммиака, и непря­моточные с диаметром цилиндра 101,6 мм, рассчитанные для работы только на R12.

Непрямоточный бессальниковый шестицилинд­ровый компрессор ПБ60 холодопроизводительностью при стан­дартном режиме 62,5 кВт (на R22) при частоте враще­ния 25 с -1 показан на рис. .

Чугунный блок-картер 3 имеет отъемные крышки и внутреннюю перегородку 7, отделяющую полость вса­сывания от картера. В блок-картере установлены чугунные цилиндровые гильзы 5, Вал 2 двухколенный, сталь­ной, штампованный, с противовесами. На каждой шей­ке установлено по три головки шатунов. На консольном конце вала закреплен ротор 11 электродвигателя. Ста­тор 10 запрессован в задней крышке блок-картера, на которой установлены всасывающий вентиль и газовый фильтр 9. Поступающий в компрессор пар обтекает об­мотку статора, охлаждая ее. Вал опирается на два под­шипника качения, причем со стороны встроенного элек­тродвигателя подшипник плавающий, самоустанавли­вающийся. Шатуны 4 стальные, штампованные, с косым разъемом в нижней головке и с тонкостенным взаимо­заменяемым вкладышем. В верхнюю неразъемную го­ловку запрессованы две бронзовые втулки. Поршни 6 алюминиевые с двумя уплотнительными и одним мас-лосъемным кольцами. Маслосъемное кольцо установлено сразу за уплотнительными. Поршень имеет особую форму, соответствующую расположению клапанов, что обуслов­ливает минимальное мертвое пространство. С шатуном поршень соединен плавающим поршневым пальцем. Вса­сывающие 12 и нагнетательные 14 клапаны кольцевые пру­жинные. Всасывающий клапан расположен периферийно, седлом его является торец цилиндровой гильзы. Нагнета­тельный клапан, расположенный над цилиндром, не за­крепляется, а прижимается буферной пружиной 13 к ро­зетке всасывающего клапана. Высота подъема пластины всасывающего клапана при работе на низкотемператур­ном режиме составляет 1,5 мм, а на среднетемпературном и плюсовом - 2 мм. Смазка принудительная от шестерен­чатого насоса 1. Масло забирается насосом через фильтр грубой очистки 15 и под напором направляется через фильтр тонкой очистки к ложному подшипнику 8 расположенному со стороны электродвигателя, а затем по сверлениям в валу к нижним головкам шатунов. Верхние головки шатунов, цилиндры, порш­ни и коренные подшипники, смазываются разбрыз­гиванием. Компрессор снабжен предохранительным клапаном.

Рис. . Прямоточный четырехцилиндровый компрессор АУ45 (22ФУ45);

1 - блок-картер; 2 - гильза цилиндра; 3 - прямоточный поршень; 4 - водяная рубашка цилиндров;

5 - нагнетательный пятачковый клапан; 6 - всасывающий полосовой клапан; 7 - затопленный масляный насос; 8 - масляный фильтр; 9 - фильтр тонкой очистки; 10 - коленчатый вал; 11 - сальник.

Бессальниковые компрессоры ПБ40 и ПБ80 отлича­ются от ПБ60 количеством цилиндров и размером элек­тродвигателя. В компрессорах с сальниковым уплотне­нием вала П40, П60 и П80 электродвигатель вынесен из блок-картера компрессора, а выступающий конец вала уплотняется графито-стальным двусторонним маслозатопленным сальником.

Сальниковые компрессоры этого ряда рассчитаны для работы на хладонах и аммиаке, а бессальниковые - только на хладонах. В компрессорах, предназначенных для работы на аммиаке ив низкотемпературном режиме на R22, предусматривают водяное охлаждение кры­шек цилиндров и боковых крышек картера. Холодопроизводительность компрессоров этого ряда может регули­роваться путем отжима пластин всасывающих клапа­нов.

Прямоточный компрессор средней производительно­сти АУ45 (22ФУ 45) показан на рис. 48. Компрессор четырехцилиидровый У-образиый, стандартная холодопроизводительиость при работе на аммиаке 37-56 кВт (32-48 тыс. ккал/ч) при частоте вращения 16-24 с -1 . В блок-картере компрессора установлены сменные гиль­зы с внутренним диаметром 81,88 мм. Ход поршня 70 мм. Блок-картер имеет съемные крышки для доступа к кривошипно-шатунному механизму, масляному насосу и клапанам. В одной из боковых крышек есть смотровое окно для наблюдения за уровнем масла в картере. Ци­линдры имеют водяную охлаждающую рубашку. Поршни чугунные, проходные, тронкового типа, с двумя уплот­нительными кольцами и одним маслосъемным (в нижней части).

Всасывающие клапаны, полосовые, самопружинящие, расположены в днище поршня, а нагнетательные клапа­ны групповые пятачковые с пружинами - в ложной крышке, прижатой к цилиндру буферной пружиной. Шатуны стальные имеют верхнюю неразъемную головку и нижнюю с косым разъемом. В верхнюю головку за­прессовывают бронзовую втулку, а в нижнюю - тонко­стенный баббитовый вкладыш. Вал двухколенчатый с противовесами имеет удлиненные шейки, на которые устанавливают по две головки шатунов. Подшипники роликовые, бочкообразные, самоустанавливающиеся. Сальник пружинный, графито-стальной, двусторонний. Смазка сальника и шатунных подшипников осуществля­ется от затопленного шестеренчатого насоса. Поршень с поршневым пальцем, цилиндр и подшипники вала сма­зываются разбрызгиванием. В компрессоре имеется наперстковый предохранительный клапан.

Другие компрессоры этого ряда, работающие на ам­миаке (АВ22 и АУУ90), отличаются от компрессора АУ45 количеством и расположением цилиндров, осталь­ные узлы и детали у них одинаковые.

Компрессоры 22ФВ22, 22ФУ45 и 22ФУУ90, работа­ющие на хладонах, отличаются от соответствующих аммиачных только специальной хладоновой арматурой.

Крупные компрессоры. К компрессорам этой группы относят бескрейцкопфные и крейцкопфные.

Бескрейцкопфные компрессоры. Эта груп­па включает бескрейцкопфные сальниковые компрессо­ры с ходом поршня 82 мм, диаметром цилиндра 115 мм (см. табл. 6) холодопроизводительностью 90-260 кВт, рассчитанные для работы на аммиаке и хладонах, и ком­прессоры с ходом поршня 130 мм производительностью 90-460 кВт (см. табл. 5). Последние выпускают двух типов: для работы на аммиаке и R22 с диаметром 150 мм и для работы только на R12 с диаметром 190 мм.

Крупные бескрейцкопфные компрессоры новой се­рии (см. табл.) все непрямоточные, блок-картерные, с числом цилиндров 4, 6 и 8, а компрессоры предыду­щих серий (см. табл.) все прямоточные, блок-картер­ные, с числом цилиндров 2, 4 и 8.

Непрямоточный, одноступенчатый восьми цилиндро­вый бескрейцкопфный компрессор П220 показан на рис. . Стандартная холодопроизводительность компрес­сора, работающего на аммиаке, 266 кВт (230 тыс. ккал/ч) при частоте вращения 24,7 с -1 , ход поршня 82 мм, диаметр цилиндра 115 мм.

Блок-картер 1 отлит из чугуна. Полость всасывания отделена от полости картера перегородкой 2. В ней име­ются отверстия 8, с помощью которых уравнивается дав­ление в картере и полости всасывания. В блок-картере установлены чугунные цилиндровые гильзы 4 (по сколь­зящей посадке). Они имеют два посадочных пояска. Верхний торец гильзы является седлом всасывающего клапана.

Всасывающие 5 и нагнетательные 6 клапаны одно-кольцевые, пружинные. Крышка, в которой размещен на­гнетательный клапан, не закреплена, а прижата к розет­ке всасывающего клапана буферной пружиной, позво­ляющей крышке подниматься при попадании жидкости в цилиндр.

Рис. . Рис. . Зависимость холодопроизводительности Q o и эф­фективной мощности на валу компрессора П220 от темпера­туры кипения t 0 при различ­ных температурах конденса­ции t K .

Поршни 7 алюминиевые с двумя употнительными и одним маслосъемным кольцом (в нижней части). Для уменьшения мертвого пространства верхняя часть порш­ня имеет специальную форму, соответствующую форме клапанов. Поршневые кольца пластмассовые с экспан­дерами из стальной ленты. Шатуны3 стальные, штам­пованные. Нижняя головка имеет косой разъем. В нее установлен тонкостенный биметаллический вкладыш с антифрикционным слоем из алюминиевого сплава. Затяжка шатунных болтов осуществляется через боковые окна блок-картера. Шатун с поршнем соединен поршневым пальцем, запрессованным в поршне (при равномерном нагревании до 80-100°С). Шатун легко проворачивается вокруг поршневого пальца и перемещается по оси. Вал 9 двухколенный с противовесами, отштампованными вместе с валом, имеет удлиненные шейки, на которых установлено по четыре головки шатунов. Сальник 10 пружинный, графито-стальной, двусторонний, маслозаполненный. Смазка сальника и нижних головок шатунов осуществляется под давлением от топленного шестеренчатого насоса 13. Масло, засасываемое через сетчатый фильтр грубой очистки 12, подается через фильтр тонкой очистки 11 сначала в полость сальника, а затем по сверлениям в валу к шатунным подшипникам. Коренные подшипники, верхние головки шатунов, поршни и цилиндры смазываются разбрызгиванием. Компрессор имеет предохранительный клапан, который при разности между давлениями 1,7 МПа соединяет сторону нагнетания со стороной всасывания.

Графическая характеристика компрессора П220 дана на рис. .

Компрессоры П110 и П165 отличаются от компрес­сора П220 количеством цилиндров. Высота подъема пластин всасывающих клапанов для аммиачных компрессо­ров составляет 1,3-1,6 мм, для компрессоров, работа­ющих на хладонах - 2,2-2,5 мм.

Рис. . Схема цилиндра горизонтального компрессора двойного действия:

1 - всасывающие клапаны;

2 - всасывающий патрубок; 3 - поршень;

4 - сальник; 5 - шток; 6 - нагнетательные клапаны; 7 - цилиндр; 8 - нагнетательный патрубок

Аммиачные и низкотемпературные хладоновые ком­прессоры имеют водяное охлаждение цилиндров.

Компрессоры этого ряда могут иметь регулирование холодопроизводительности путем отжима пластин вса­сывающих клапанов. Разность между давлениями на поршень р к -р о не должна превышать 1,7 МПа, а тем­пература нагнетания -160° С.

Крейцкопфные компрессоры. Компрессоры стандартной холодопроизводительностью свыше 465 кВт (400 тыс. ккал/ч) представляют собой горизонтальные крейцкопфные компрессоры двойного действия. Схема цилиндра такого компрессо­ра изображена на рис. . Сжатие происходит пооче­редно с двух сторон поршня, а направление движения агента в цилиндре изменя­ется.

Крейцкопфные компрессо­ры выполняют двух- и четы­рехцилиндровыми с приво­дом от общего вала и со встречным движением порш­ня (оппозитные). Цилиндры оппозитного компрессора расположены по обе стороны вала, что обусловливает лучшее уравновешивание сил инерции.

Рис. . Оппозитный компрессор АО600:

1 - цилиндр; 2 -поршень; 3-сальник; 4 - шток; 5-крейцкопф; б -шатун;

7 - коленчатый вал; 8 - станина.

Оппозитный компрессор АО600 (рис.) двухцилин­дровый, холодопроизводительностью в стандартном ре­жиме 670 кВт (575 тыс. ккал/ч) при частоте вращения вала 8,5 с -1 (500 об/мин). Чугунную литую раму (базу) компрессора, опирающуюся на фундамент двумя по­перечными лапами, крепят болтами. В стенках рамы раз­мещены вкладыши подшипников вала. Вал двухколен­чатый, трехопорный, стальной, кованый, с чугунными противовесами. Привод компрессора от синхронного электродвигателя специального исполнения, ротор кото­рого насажен на консоль коленчатого вала. С другой стороны вала установлен механизм для ручного поворота вала.

Шатуны стальные, штампованные. Кривошипная го­ловка разъемная со стальным вкладышем, залитым баб­битом. Крейцкопфная головка неразъемная с биметаллическим вкладышем (стальной и бронзовой наплав­кой). Корпус крейцкопфа стальной с отъемными пол­зунами и регулировочными прокладками. Ползуны стальные с баббитовой заливкой. Шток с крейцкоп­фом соединен болтами (см. рис.), а с поршнем - гайкой (см. рис. 26). Поршни дисковые стальные

или чугунные с тремя уплотнительными кольцами

и с бабби­товыми поясками на нижней части. Цилиндры чугунные, литые, с водяной охлаждающей рубашкой в нагнетатель­ной части. Диаметр цилиндра 270 мм, ход поршня 220 мм. Клапаны ленточные, самопружинящие, расположены в цилиндре радиально. В передней крышке цилиндра для уплотнения штока размещены многокамерный сальник с разрезными кольцами из алюминиевого сплава и предсальник с металлическими и фторопластовыми кольца­ми трения (см. рис.).

Смазка кривошипно-шатунного механизма компрес­сора осуществляется от специального агрегата с шесте­ренчатым насосом. Масло под напором 0,05-0,15 МПа подается через фильтр тонкой очистки и маслоохлади­тель к трущимся частям (коренные подшипники, шатун­ные и крейцкопфные подшипники, ползуны крейцкопфа). Отработавшее масло стекает сначала в картер, а затем в маслосборник, откуда вновь забирается (через филь­тры) шестеренчатым насосом. Для смазки цилиндров и сальников применяют многоплунжерный насос-лубрика­тор. Отработавшее масло в лубрикатор не возвращается. Этот насос заливают маслом вручную. Лубрикатор и шестеренчатый насос приводятся в движение от индиви­дуальных электродвигателей.

Оппозитные компрессоры применяют на предприя­тиях химической промышленности, на крупных пищевых предприятиях и холодильниках. Они рассчитаны для ра­боты на аммиаке, пропане и этане.

Двухступенчатые компрессоры

Двухступенчатые компрессоры используют в низко­температурных холодильных установках. Ступенчатое сжатие осуществляется в разных цилиндрах, при этом ступени низкого давления (н. д.) и высокого давления (в. д.) можно объединить в одном корпусе компрессора или выполнить раздельно. В последнем случае на каждую ступень давления устанавливают отдельный одно-ступенчатый компрессор.

Рис. . Рис. . Двухступенчатый компрессорный агрегат АД-90:

I -всасывание в компрессор РБ90; II - нагнетание в промежуточный сосуд; III - всасывание в компрессор П110; IV- нагнетание в конденсатор.

Вдвухступенчатых четырехцилиндровых У-образных прямоточных компрессорах (ДАУ80, ДАУ50) обе ступе-ни сжатия объединены в одном корпусе. Все четыре ци­линдра компрессоров имеют одинаковый диаметр, из них три цилиндра низкого давления, а один высокого. Одинаковые диаметры цилиндров в ступенях высо­кого и низкого давления позволяют осуществить полную унификацию механизма движения с одноступенчатыми компрессорами и, следовательно, упростить их произ­водство и эксплуатацию, улучшить уравновешен­ность конструкции и иметь возможность работать по схеме одноступенчатого сжатия (при соответствующем пере­ключении).

По этому принципу на базе односту­пе­­нчатых ком-прессоров АУ200 и АУУ400 построены двухступенчатые компрессоры ДАУ50 (четырех­цилиндровый) и ДАУУ100 (восьмицилиндровый), производитель­ность соответст­венно 58 и 116 кВт (50 и 100 тыс. ккал/ч) при t 0 = - 40°C и t к = 35°С.

Довольно широко применяют двух­ступенчатые агре­гаты, скомпонованные из двух одноступенчатых компрессоров.

В качестве ступеней низкого давления в двухступен­чатых агрегатах средней и большой холодопроизводи-тельности используют ротационные или винтовые ком-прессоры, а в качестве ступени высокого давления - поршневые компрессоры.

Двухступенчатый агрегат АД-90 показан на рис. 53. В состав такого агрегата входят ротационный пластин­чатый компрессор РБ90 в качестве ступени низкого (давления 2, поршневой непрямоточиый компрессор П110 в качестве ступени высокого давлении 1, вертикальный маслоотделитель 3 циклонного типа ступени низкого дав­ления, вертикальный маслоотделитель 4 ступени высокого давления с автоматическим возвратом масла в картер компрессора через поплавковое устройство, щиты приборов 5 ступени низкого давления и 6 ступени высо­кого давления, приборы 7 управления и контроля, приборы автоматической защиты, арматура и синхронные электродвигатели 8 и 9 для привода компрессоров через муфты с эластичными элементами. Оборудование смон­тировано на общей раме 10. Холодопроизводительность агрегата АД-90 НО кВт (95 000 ккал/ч) при t=- 40°С, мощность электродвигателей ступени низкого давления 40 кВт, а ступени высокого давления 75 кВт. Агрегат предназначен для работы в стационарных низкотемпера­турных аммиачных холодильных установках.

В двухступенчатых оппозитных компрессорах (типа ДАО и ДАОН) цилиндры ступеней низкого и высокого давлений имеют различные диаметры и соответствующее уплотнение. Цилиндр высокого давления охлаждается водой.

Ступенчатое сжатие осуществляется также в ком­прессоре со ступенчатым (дифференциальным) поршнем. Однако большая масса поршня и недостаточная плот­ность между ступенями сжатия ограничивают примене­ние таких конструкций. Компрессоры с дифференциаль­ными поршнями применяют только для работы на углекислом газе СО 2 , имеющем большую объемную холодопроизводительность, что обусловливает малые размеры цилиндра и поршня, и в отдельных случаях для работы на аммиаке, например в верхней ступе­ни каскадной холодильной машины, производящей сухой лед.

РОТАЦИОННЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Основные элементы ротационных компрессоров - не­подвижный цилиндр, поршень или ротор, подвижные ло­пасти.

Различают компрессоры с катящимся ротором и ло­пастью, расположенной в щели цилиндра (рис. ,а),и с вращающимся ротором и лопастями, размещенными в его щелях (рис. , б). В компрессоре с катящимся ро­тором последний вращается вокруг оси цилиндра, экс­центричной по отношению к оси ротора, а в компрессоре с вращающимся ротором - вокруг своей оси, смещенной по отношению к оси цилиндра.

Рис. . Схемы ротационных компрессоров:

а-с катящимся ротором; б -с вращающимся ротором.

Сжатие в ротационном компрессоре основано на уменьшении объема, заключенного между внутренней поверхностью цилиндра, наружной поверхностью ротора и лопастями.

В компрессорах, работающих по первой схеме (см. рис. , а), при вращении вала 4 ротор 2 катится по внутренней поверхности цилиндра 1. Когда ротор удли­ненной стороной обращен к лопасти 3, она утопает в ще­ли, и в цилиндре создается одна полость серпообразной формы, заполненная парами холодильного агента. Как только ротор пройдет всасывающий патрубок 5, в цилиндре образуются две полости, разделенные лопастью 3, которая выталкивается в сторону цилиндра и прижи­мается к ротору пружиной 7. Объем полости перед рото­ром (по направлению движения) по мере его движения уменьшается, и пары холодильного агента сжимаются.

Когда давление в полости сжатия станет выше давления в конденсаторе, нагнетательный клапан 8 откроется, и сжа­тые пары поступят по нагнетательной трубе 6 в конден­сатор. В это время объем всасывающей полости позади ротора увеличивается. Пар хладона из испарителя по всасывающей трубе и через отверстие 5 засасывается в полость цилиндра (всасывающий клапан в компрессоре отсутствует). Всасывание закончится, когда лопасть сно­ва скроется в щели и весь объем цилиндра будет запол­нен засасываемым паром. При дальнейшем перемещении ротора полость всасывания превратится в полость сжа­тия, а за ротором появится новая полость всасы­вания, отделенная от полости сжатия выступающей ло­пастью 3.

Компрессоры с катящимся ротором выполняются гер­метичными, они входят в состав малых агрегатированных машин, работающих на хладонах.

Герметичный ротационный компрессор ФГрО,35~ 1А с катящимся ротором-поршнем показан на рис. . Холодопроизводительность 405 Вт (350 ккал/ч) при ча­стоте вращения 25 с -1 . Диаметр цилиндра 55 мм, высота 33 мм, эксцентриситет 3,5 мм.

Рис. . Герметичный ротационный компрессор ФГрО,35~1А,

Компрессор с электродвигателем размещены в герметичном корпусе 13, Вал 4 вертикальный, эксцентриковый. На эксцентрик 1 вала насажен ротор-поршень 3, обка­тывающий внутреннюю поверхность цилиндра 2. Ло­пасть 5, размещенная в цилиндре, прижимается к рото­ру пружиной. Цилиндр имеет нижнюю 6 и верхнюю 7 торцовые крышки. На верхний конец вала 4 насажен ротор 9 электродвигателя, статор запрессован в штам­пованный стакан 10, к которому тремя болтами прикреп­лен собственно компрессор. Пружина 14, опирающаяся в дно корпуса 13, прижимает компрессор и стакан со ста­тором к верхней половине кожуха. Нижняя часть кожу­ха заполнена маслом. К трущимся частям масло посту­пает по сверлениям в валу и спиральным канавкам на поверхности вала. У входа в масляный насос располо­жен фильтр 15.

Пар через всасывающий запорный вентиль 11 снача­ла поступает в кожух, охлаждает электродвигатель, за­тем засасывается компрессором по трубке 8. Сжатый пар через нагнетательный клапан 16 (пластинчатый консольный), расположенный в нижней крышке цилинд­ра, проходит по спиральной трубке к наружному на­гнетательному патрубку 12.

Герметичные ротационные унифицированные ком­прессоры выпускают холодопроизводительностью 250- 600 Вт.

Рис. . Рис. . Ротационный многопластинчатый поджимающий бустер-компрессор РАБ300,

Крупные ротационные многопластинчатые компрес­соры с вращающимся ротором работают по схеме, пред­ставленной на рис. ,б. Их применяют в качестве поджимающих (бустерных) компрессоров в схемах двухступенчатого сжатия аммиачных установок. Под­жимающие компрессоры работают в небольшом перепа­де давлений (не более 0,28 МПа).

Ротационные аммиачные многопластинчатые бустеркомпрессоры РАБ90, РАБ150, РАБ300 (рис.) и РАБ600 входят в состав двухступенчатых агрегатов. Холодопроизводительность их соответственно 110, 175, 350, 700 кВт (95, 150, 300, 600 тыс. ккал/ч) при темпе­ратуре кипения -40° С и температуре конденсации 30° С.

Цилиндр 2 и торцовые крышки компрессора (см. рис.) имеют водяную рубашку. Ротор 7 чугунный напрессован на стальной вал 5. По всей длине ротора профрезерованы пазы под пластины. Пластины 6 асботекстолитовые. При вращении ротора под действием центробежных сил пластины прижимаются к внутренней поверхности цилиндра, в результате чего образуются камеры, объем которых непрерывно изменяется. Под­шипники радиальные роликовые размещены в торцовых крышках /. Сальник 4 графито-стальной с масляным за­твором. Сальник заполняется маслом через бачок 3, за­крепленный на корпусе. Бачок имеет смотровое стекло для контроля за уровнем масла.

Пар всасывается и нагнетается через окна в корпусе. Клапанов в компрессоре нет. На нагнетательной сторо­не установлен обратный клапан, предотвращающий перетекание пара из нагнетательного трубопровода в компрессор при его остановке.

Смазка компрессора осуществляется многоплунжер­ным насосом (лубрикатором), приводимым в действие ременной передачей от вала компрессора. Компрессор и электродвигатель установлены на общей раме, привод компрессора непосредствеиный.

Особенности ротационных компрессоров - простота конструкции, отсутствие деталей, совершающих возв­ратно-поступательное движение (за исключением лопа­стей), а также всасывающих клапанов (у крупных ком­прессоров и нагнетательных), незначительное мертвое пространство. Недостаток этих компрессоров - ограни­ченное конечное давление, так как практически трудно обеспечить необходимую плотность между торцовыми поверхностями цилиндров и вращающимся ротором, а также между лопастями и поверхностью их при­легания.

В ротационных компрессорах коэффициент подачи λ по величине близок к коэффициентам подачи в поршне­вых компрессорах с возвратно-поступательным движе­нием поршня, а индикаторный к. п. д. η i ниже.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры относят к типу ротационных. Конструктивная схема винтового компрессора показана на рис. . Корпус 1 комgрессора имеет расточки, в ко­торых размещены два ротора (винта) с зубчато-винто­выми лопастями. Ведущий ротор 2 соединен с двигате­лем. Он имеет выпуклые широкие зубья. Ведомый ротор 13 приводится во вращение давлением сжимаемого пара.

Рис. . Схематический разрез винтового компрессора.

Он имеет вогнутые тонкие зубья. Валы роторов удерживаются на определенном расстоянии парой син­хронизирующих шестерен 6 и 7. Опорами вала являют­ся подшипники скольжения 3 и упорный подшипник 5. Для уменьшения осевого усилия на ведущем роторе имеется разгрузочный поршень 4. Роторы компрессоров стальные, цельнокованые. Профили зубьев ротора вы­полняют так, чтобы при вращении они обкатывались, но не соприкасались друг с другом. Расстояние между профилями винтов поддерживается минимальным. Это требует точной обработки и сборки компрессоров. За­зор между роторами составляет меньше 1 мм, торцовый зазор со стороны нагнетания - 0,1 мм, со стороны вса­сывания - 0,5 мм, зазор между ротором и цилиндричес­кой частью корпуса - 0,25 мм.

Пар поступает в винтовые впадины роторов, когда они сообщаются со всасывающим окном, расположен­ным в торце корпуса. Когда винтовые впадины отсека­ются от всасывающего окна, находящийся в рабочей полости компрессора (между поверхностями впадин, а также торцовыми и цилиндрическими стенками корпу­са) пар сжимается, так как зубья одного ротора при вращении входят во впадины другого, и объем пара уменьшается. В конце сжатия впадины со сжатым па­ром сообщаются с нагнетательным окном, расположен­ным в противоположном торце корпуса, и сжатый пар выталкивается зубьями ротора, входящими во впадины другого ротора. Наличие нескольких впадин и винтовое расположение их на роторах обеспечивают непрерыв­ность подачи сжатого пара. Компрессор (см. рис.) имеет соотношение количества зубьев роторов 4-6, т. е. на ведущем роторе четыре зуба, а на ведомом - шесть. Клапаны в компрессоре отсутствуют. Производитель­ность компрессора регулируется золотником 12. Золот­ник с гайкой 11 перемешается с помощью валика 8 и винта 9. Шпонка 10 удерживает золотник от проворачи­вания. Привод золотника может быть ручной, а в режи­ме автоматической работы - гидравлический или элект­рический. При перемещении золотника задерживается начало сжатия, так как полость сжатия соединяется с полостью всасывания, что эквивалентно уменьшению рабочего объема компрессора. Золотник позволяет ре­гулировать производительность от 10 до 100%. Ком­прессор маслозаполненный.

Рис. . Общий вид компрессорного агрегата 5BX-350/2,6a-IV:

1 - металлокерамяческий фильтр для тонкой очистки масла; 2 - электродвигатель; 3" - щит манометров;

4 - газовый фильтр; 5 - винтовой компрессор; 6 - маховик для ручного регулирования производительности;

7 - маслоохладитель; 8 - маслоотделитель; 9 - насос для масла; 10-фильтр грубой очистки; 11 - щит датчиков; 12 - маслосборник.

Винтовые компрессоры можно выполнить без смазки рабочей полости (сухие), так как роторы вращаются без соприкосновения их поверхностей. Однако в большинст­ве случаев их изготовляют с впрыскиванием масла в ра­бочую полость (маслозаполненные). В таких компрес­сорах получают более высокие степени сжатия, так как масло уплотняет зазоры между роторами и отводит теп­лоту. Последнее позволяет отказаться от водяного ох­лаждения корпуса.

Преимущества винтовых компрессоров - меньшие габаритные размеры и масса по сравнению с поршневы­ми и ротационными компрессорами, уравновешенность конструкции вследствие отсутствия частей с возвратно-поступательным движением, высокие к. п. д. в результа­те отсутствия клапанов и трения в рабочей полости, на­дежность эксплуатации. Недостатки компрессоров - вы­сокий уровень шума, большая частота вращения винтов, довольно громоздкая система смазки.

В нашей стране разработан ряд винтовых компрессоров производительностью 400-1600 кВт для работы на аммиаке и R22. Они предназначены для работы как в одноступенчатых холодильных машинах, так и в двухступенчатых в качестве поджимающего (бустер) ком­прессора.

Общий вид агрегата 5BX-350/2,6a-IV с винтовым компрессором показан.на рис. . Обозначение в мар­ке; цифра перед буквами 5 - номер базы компрессора, В - винтовой, X - холодильный, 350 - холодопроизводительность в тыс. ккал/ч при стандартном режиме, 2,6- степень сжатия, а -аммиачный, IV - бустерный. Компрессор винтовой, маслозаполненный, с приво­дом от электродвигателя через упругую муфту, с часто­той вращения 49 с -1 . Производительность компрессора регулируется с помощью подвижного золотника, кото­рый предназначен также для разгрузки при первона­чальном пуске. Корпус компрессора изготовлен из спе­циального чугуна. Окно всасывания расположено свер­ху, а окно нагнетания - снизу. Роторы, изготовленные из стали, расположены в опорных подшипниках сколь­жения. Осевые усилия, действующие на роторы, воспри­нимаются радиально-упорными подшипниками.

Компрессор 5 и электродвигатель 2 установлены, на горизонтальном маслоотделителе 8, который с помощью лап устанавливается на фундамент. Под маслоотдели­телем находится маслосборник 12, а к несущим опорам прикреплены два кожухотрубных маслоохладителя 7. Насос 9 для масла имеет привод от собственного элект­родвигателя. Холодопроизводительность винтового под­жимающего агрегата при t о =-40° С 180 кВт. Бустсрные винтовые компрессоры рассчитаны на разность между давлениями р н - р вс до 0,5 МПа≈5 кгс/см 2 .

Винтовые компрессоры, работающие в одноступенча­тых холодильных машинах, рассчитаны на разность между давлениями р н - р вс до 1,7 МПа≈17 кгс/см 2 . В агрегатах с таким компрессором устанавливают два маслоотделителя - горизонтальный и вертикальный. Винтовые компрессорные агрегаты предназначены для судовых и стационарных установок.

ТУРБОКОМПРЕССОРЫ

Турбокомпрессоры применяют в холодильных маши­нах большой холодопроизводительно­сти и сравнительно небольших конечных давлений.

Сжатие паров холодильного агента в турбокомпрес­соре основано на создании центробежной силы при быст­ром вращении рабочего колеса и на преобразовании кинетической энергии, приобретенной на лопатке рабо­чего колеса 3 (рис.), в потенциальную в диффузоре 4. Рабочее колесо, насаженное на вал 1, расположено в закрытом корпусе 2. При вращении рабочего колеса пар холодильного агента засасывается на лопатки рабочего колеса 3 со стороны вала. При движении по лопатке пар приобретает большую скорость движения и под дей­ствием центробежной силы направляется с лопатки в диффузор 4, где вследствие увеличения проходного се­чения скорость движения пара уменьшается, а давление повышается. Давление, полученное на выходе с одного колеса, часто недостаточно, тогда пар направляется по обратному направляющему аппарату 5 ко второму ко­лесу, а при необходимости последовательно проходит через ряд колес. Каждое рабочее колесо является сту­пенью сжатия. Количество колес (ступеней сжатия) за­висит от режима работы холодильной установки и соответственно от степени сжатия р к /р о , а также от свойств холодильного агента.

Экономичная работа турбокомпрессора возможна только при больших объемах циркулирующего пара. Вэтом случае потери от внутреннего перетекания его между рабочими колесами и кожухом, а также трение колес с лопатками в паровом пространстве мало сказываются на к. п. д. компрессора. Поэтому турбокомпрес­соры применяют при больших объемах циркулирующего холодильного агента и, следовательно, большой холодопроизводите­ль­ности. Для каждого холодильного аген­та существует предел холодопроизводительности, ниже которого турбокомпрессор конструктивно не выполним или неэкономичен.

Рис. . Схема рабочего колеса турбокомпрессора.

Холодильные агенты для турбокомпрессоров должны отвечать не только общим, но и специальным требованиям:

обладать большой молекулярной массой, что обусловливает зна­чительную величину кинетической энергии, приобретаемой на одном рабочем колесе, а значит, и значительную степень сжатия, в резуль­тате чего уменьшается число ступеней сжатия;

иметь малую объемную холодопроизводительность, обеспечива­ющую большой объем циркулирующего холодильного агента при сравнительно небольшой холодопроизводительности компрессора.

Этим требованиям в большей степени отвечают хладоны.

При использовании R11работа турбокомпрессора достаточно экономична при стандартной холодопроизво­дительности 230 кВт и выше, на R142 - свыше 700 кВт, а на R12 - свыше 1400 кВт. Число ступеней сжатия в этих условиях 2-3. В аммиачных турбокомпрессорах предельная холодопроизводительность 1750 кВт и число ступеней гораздо больше (10-15). Это объясняется тем, что аммиак имеет большую объемную холодопроизво­ди­тельность и малую молекулярную массу (17,03). В ам­миачных турбокомпрессорах рабочие колеса часто раз­мещают не в одном, а в двух и трех отдельных корпу­сах, так как по условиям вибрации колес в одном корпусе можно размещать не более 6-7 ступеней. В двух- и трехкорпусных турбокомпрессорах часто устанавливают по 2-3 ступени в каждом корпусе. Аммиачные турбо­компрессоры чаще применяют в качестве бустер-ком­прессоров.

Турбокомпрессор ТКФ348 (рис.) имеет холодо­производительность 2,3 млн. Вт при температуре кипе­ния R12- 15° С и конденсации 35° С. Каждое колесо компрессора является ступенью сжатия.

В корпусе 2 компрессора размещены три рабочих колеса с лопатками 3, насаженными на прямой вал 1. Вал установлен на подшипниках скольжения с бабби­товой заливкой. Кроме того, со стороны всасывающего патрубка установлен радиально-упорный подшипник 14 и с противоположной стороны - радиальный 10. Чтобы уменьшить осевое усилие на радиально-упорный под­шипник, на валу монтируют разгрузочный поршень (ду-мис) 9. Конец вала, выступающий из корпуса, уплотнен двусторонним графито-стальным сальником 11 . Графи­товые кольца насажены на вал свободно и зажаты меж­ду подвижными и неподвижными кольцами, вследствие чего они вращаются с меньшей скоростью, чем вал. Для уменьшения перетечек холодильного агента вдоль вала устроены щелевые гребенчатые лабиринты 7. Смазка подшипников и сальника осуществляется от специально­го агрегата, который состоит из масляного бака, масля­ного насоса, холодильника для масла, фильтров и ком­бинированного клапана, предназначенного для регули­рования давления масла в системе.

Рис. . Турбокомпрессор ТКФ348.

Турбокомпрессор хорошо уравновешен и работает с большой частотой вращения и большой окружной ско­ростью колеса. Колеса компрессора изготовлены из высокопрочного сплава, обеспечивающего достаточный запас прочности при высоких окружных скоростях. Тур­бокомпрессор приводится в действие от синхронного электродвигателя через мультипликатор, предназначен­ный для повышения частоты вращения с 50 до 115 с -1 .

Пары холодильного агента поступают в компрессор по всасывающему патрубку 13 и при вращении рабочих колес засасываются на лопатки 3 первого (левого) ко­леса со стороны вала. С лопаток пар поступает в безло­паточный диффузор 4, где вследствие увеличения про­ходного сечения скорость движения пара уменьшается, а давление увеличивается. Для получения необходимой степени сжатия р к /р 0 пары из диффузора первого коле­са поступают на лопатки следующего по обратному на­правляющему аппарату 5. С последнего (третьего) ко­леса пар проходит в выходное устройство - улитку 8. На всасывающей стороне компрессора установлен вход­ной регулирующий аппарат 12. Поворотом лопаток это­го аппарата можно изменять проходное сечение и под­держивать постоянное начальное давление при различных режимах работы холодильной установки (дросселирование пара на всасывании). Холодопроизводительность регулируется от 100 до 50%. Перед вто­рым колесом предусмотрен промежуточный подсос пара компрессором (ввод в компрессор пара промежуточного давления) по каналу 6.

Турбокомпрессоры имеют следующие преимущества по сравнению с поршневыми: уравновешенность и ком­пактность машины вследствие отсутствия переменных инерционных сил, отсутствие клапанов, сопротивление которых приходится преодолевать в поршневых маши­нах, отсутствие опасности гидравлического удара, не­большие занимаемая площадь и масса машины, отсутст­вие внутренней смазки, что исключает попадание масла в теплообменные аппараты (испаритель и конденсатор).

К недостаткам можно отнести необходимость уста­новки мультипликатора, синхронного электродвигателя, отдельного агрегата смазки.

Турбокомпрессоры применяют на крупных предприя­тиях химической и нефтяной промышленности, а также в больших установках кондиционирования воздуха.

Важнейшими параметрами, от которых зависит мощность выбираемого холодильного агрегата являются следующие:

• объём холодильной камеры
• температурный режим камеры
• температура окружающей среды
• толщина стенок камеры
• скорость обновления товара в камере

В первую очередь мощность агрегата зависит от объема холодильной камеры – чем больше объём, тем больше мощность.
Модельный ряд холодильных агрегатов Ариада для охлаждения камер представлен как моноблоками, так и сплит-системами, которые работают в двух температурных режимах :

• Среднетемпературные моноблоки - AMS и сплит-системы - KMS , поддерживают температуру внутри камеры +5…-5 °С.
• Низкотемпературные моноблоки – ALS и сплит-системы – KLS с рабочей температурой -18 °С.

При среднетемпературном режиме работы (+5…-5 °С) хранится большинство пищевых продуктов как овощи, фрукты, колбасы сыры, напитки, молоко. При низкотемпературном режиме (-15…-20 °С) хранятся замороженное мясо, рыба, мороженое.
Температура окружающей среды очень существенно влияет на выбор холодильного агрегата. В большинстве случаев она колеблется в диапазоне от +20 до +40 °С. Неправильное определение внешней температуры, может привести к выбору маломощного агрегата, что впоследствии, может вылиться в снижение срока хранения продуктов или даже их порчу.
Конечно стенки толщиной 100 мм актуальны для низкотемпературных камер или для камер с большим объемом 50-80 м3, но на практике большинство камер имеет толщину стенок 80 мм .
Скорость обновления товара в камере особенно важна для низкотемпературных режимов, так как, в момент помещения в камеру товаров происходит увеличение температуры окружающей среды в камере, вызванное более высокой температурой помещаемых в нее товаров и потери холода при открывании двери. Все это может влиять на выбор холодильного агрегата. Стандартный расчет холодильного агрегата основан на величине 10% обновления объема камеры в течение 1 суток.

Достаточно точно подобрать необходимый холодильный агрегат можно с помощью таблиц, предоставляемых производителем холодильных агрегатов. Например, ниже приведены таблицы подбора холодильных агрегатов Ариада для холодильных камер с толщиной стенок 80 мм.

Таблица "Подбор среднетемпературных агрегатов Ариада для холодильных камер разного объёма"

Таблица "Подбор низкотемпературных холодильных агрегатов Ариада для камер разного объёма"

В них в вертикальных блоках указаны температурные режимы хранения продуктов, а в горизонтальных блоках марка холодильного агрегата и температура окружающей среды. На пересечении выбранных условий указан максимально допустимый объем холодильной камеры с толщиной стенок 80 мм.
Например, мы имеет холодильную камеру Ariada КХН-14,9 и объемом 14,9 м3.
Нам требуется хранить продукты при температуре -18 °С.
Температура окружающей среды + 30 °С.
Исходя из второй таблицы, нам требуется либо моноблок ALS 220, либо сплит-система KLS 220 с максимально допустимым, при заданных условиях, объёмом камеры 18 м3.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПИТАНИЯ И ТОРГОВЛИ

кафедра холодильного оборудования

Расчетно-графическая работа

на тему: “Расчет цикла одноступенчатой паровой холодильной машины,

определение параметров хладагента.

Подбор компрессора и конденсатора”

Выполнил: студент 3-го курса

гр. М- 17 ФОТС

Мошнин Е. С.

Проверила:

Петренко Е. В.

Харьков 2010

1. Задание для РГР………………………………………………………………3

2. Тепловой расчет………………………………………………………………4

3. Подбор компрессора холодильной машины…………………………………7

4. Подбор электродвигателя КМ………………………………………………...8

5. Подбор конденсатора…………………………………………………………9

6. Вывод………………………………………………………………….……..10

7. Приложение (диаграмма i- lgp со встроенным циклом одноступенчатой паровой холодильной машины)

1. Задание РГР

Выбрать и подобрать холодильное оборудование (компрессор и конденсатор) для холодильной установки производительностью Q 0 = 2 кВт с циркуляционным водоснабжением. Холодильная установка обслуживает камеру первой стадии двух этапного замораживания мяса на холодильнику мясокомбината который расположен в городе Каменск-Подольск поддержание заданной температуры воздуха t п = - 12°С в холодильной камере совершается при помощи батарей охлаждения.

Рисунок 1. Одноступенчатая холодильная машина, что работает по теоретическому циклу: а – принципиальная схема (В – испаритель; ВР – отделитель жидкости; РВ – регулирующий вентиль (дросель); ПО – переохладитель; КД – конденсатор; КМ – компресор); б – построение цикла в диаграмме S – T; в – построение цикла в диаграмме lgp-i.

2. Тепловой расчет

Рабочий режим холодильной установки характеризуется температурами кипения t o , конденсации t к , переохлаждения (жидкого хладагента перед регулирующим вентилем) t пер , всасывания (пары на входе в компрессор) t вс .

При определении расчетных параметров окружающего воздуха учитываем температурный режим летнего периода.

Расчетные параметры воздуха для города: Запорожье

t з.п. - (температура воздуха летняя) t з.п. = + 33 0 С ;

φ з.п . - (относительная влажность воздуха - летняя) φ з.п = 39 %.

За i- в диаграммою (приложеним 2) для влажного воздуха находим первоначальное значение энтальпии, которое соответствует температуре воздуха летнего месяца и относительной влажности воздуха в этом месяце следовательно i = 67кДж/кг .

После определим температуру по влажному термометру t м.т. = 22 0 С , (пересечение линии i = 64 кДж/кг , которая характеризует содержание теплоты в воздухе, с линиею φ = 100 % ).

Температура обратной воды t w (води, что подается на конденсатор) принимают на 3...4 0 С выше температуры влажного термометра, следовательно, принимаю:

t w = t м.т. + 3= 23 + 3 = 25 0 С.

Используя исходящие данные, учитывая, что конденсатор входит в состав холодильной установки, которая обслуживает холодильную камеру для замораживания мяса и работает на циркуляционной воде выбираем испарительный конденсатор. В конденсаторах такого типа сравнительно небольшой расход циркуляционной воды, поэтому не нужна установка специального устройства для охлаждения воды.

Определяю рабочий режим работы холодильной машины. В качестве хладагента принимаю аммиак.

Температуру кипения t o принимаю в зависимости от температуры помещения и способа охлаждения. При охлаждении помещения при помощи батарей охлаждения температура кипения хладагента определяю как t о = t п - (7...10) 0 С следовательно:

t о = t п - 10 = -12 - 10 = -22 0 С .

Для предотвращения влажного хода компрессора пара хладагента перед ним перегревается. Для машины, которые работают на аммиаке, безопасность работы обеспечивается при перегреве пара на 5...15 0 С .

Принимаю температуру пара хладагента на 7 0 С выше температуры кипения:

t в.с. = -22 + 7 = -15 0 С.

Температура конденсации для испарительного конденсатора определяю по приложению 3. Учитывая условия окружающего воздуха (t з.п = +33 0 С , φ з.п. = 0.39 ) и плотность теплового потока q F , що для випарних конденсаторів становить: q F = 2000Вт/м 2 , принимаю температуру конденсации t k =+37 0 С .

Температура переохлаждения жидкого хладагента принимаю на 5 0 С выше температуры циркулирующей воды:

t пер = 25 + 5=30 0 С .

По полученным температурам (t o , t к, t вс, t пер ) выполняем построение цикла одноступенчатой паровой машины в диаграмме lgр – і, нумерацію узловых точек расставляем соответственно с рис. 2

Рисунок 2. Построение цикла одноступенчастой паровой холодильной машины в диаграмме lgр – і

Результаты определения параметров холодильного агента фиксируем в таблице 1.

Таблица 1

Параметри холодильного агента в узловых точках

Номер точки	Параметры
		p, МПа	v,м 3 /кг	i, кДж/кг	s,кДж/кг ·К	состояние агента
						сух.насыщ.пар
						сух.перегрет.пар
						перегретый.пар
						сух.насыщ.пар
						насыщеная.жид
						пер. жидкость
						влаж.насыщ.пар

Тепловой расчет одноступенчастой холодильной машины:

Удельная массовая холодопроизводительность:

q 0 = i 1´ - i 4 ,=1440-330= 1110 (кДж/кг),

Удельный обьем холодопроизводительности:

q v = q 0 /v 1 ,=1 110 /0.77 =1441 (кДж/м 3),

Удельная теоретическая работа сжатия:

q вн = i 2 - i 1 ,=1 800 -1440= 360 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в конденсаторе:

q к = i 2 – i 3 ",=1 800 - 370=1 430 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в переохладителе:

q по = i 3 " - і 3 ,=370 - 330 = 40 (кДж/кг),

Теплота что получает 1 кг холодильного агента в конденсаторе и переохладителе:

q к+ по = i 2 - і 3 , =1 800 - 330=1 470 (кДж/кг),

Тепловой баланс холодильной машины:

q = q 0 +q вн,=1110 + 360 =1 470 (кДж/кг),

Теоретический холодильный коэффициент:

e = q 0 /q вн, =1 110 / 360= 3,1

Холодильный коэффициент холодильной машины, что работает на обратном цикле Карно при тех же температурах кипения и конденсации:

e к = Т 0 /(Т к – Т 0)=(273-22)/((273+ 33) - (273-22))= 4,2

3. Подбор компрессора

Из условия известно, что Q 0 = 2 кВт тогда:

1. Расшитую массовую производительность компрессора:

G 0 = Q 0 /q 0 , =2/ 1110 = 0, 0018 (кг/с),

2. Обьем пара хладагента, что всасывается компресором холодильной машины:

V 0 = G 0 · v 1 ,= 0,0018 · 0,8= 0,0014 (м 3 /с)

3. Рассчитываю коэффициент подачи компрессора λ:

λ = λ с · λ´ w =0, 64 0 · 0,8=0, 5

Рассчитываю объемный коэффициент λ с с учетом того, что для компрессоров, что работают на аммиаке относительное мертвое пространство С = 0,045 , показатель политропы расширения (для аммиачных компрессоров m = 0,95...1,1 )

Коэффициент λ´ w учитывающий объемные потери, что происходят в компрессоре, рассчитываю по формуле:

λ´ w = Т 0 / Т к =251/ 310= 0,8

Проверяем по диаграмме коэффициент подачи компрессора, учитывая

П = Рк/ Ро (степень сжатия) П = 0,105 при λ =0, 5.

4. Описываемый обьем:

V h = V 0 /λ, = 0,0014/ 0,5=0,0028 (м 3 /с)

Подбираю по этому обьему компрессорный агрегат это 1А110-7-2.

Для окончательного выбора выполним рассчет и підбор електродвигателя КМ.

4. Подбор электродвигателя КМ

1. Определяем сначала теоретическую (адиабатную) мощность N T (у кВт) компресора:

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

2. Определяю действительную (индикаторную) мощность N i (у кВт) компресора:

N i = N T / η і , =0,64/ 0,79 = 0,8 кВт.

Индикатор к.п.д. принимаю по среднему значению.

3. Рассчитаем эффективную мощность КМ:

N e = N i / η =0,8/ 0,87= 0,9 кВт.

По определенной эффективной мощности N e (у кВт) на валу компрессора (по приложению 5) подобрал электродвигатель АОП 2-82-6 к компрессору с запасом мощности 10…15%. Это не относится ко встроенным электродвигателям мощность которых может быть значительно меньше.

5. Подбор конденсатора

Для подбора конденсатора холодильной машины сначала нужно определить тепловую нагрузку на конденсатор Q k (у кВт).

1. Действительная тепловая нагрузка с учетом потерь в процессе сжатия определяю по формуле:

Q k d = Q 0 + N i = 2 + 0,8 = 2,8 кВт

Q k t = G 0 · q к+п = 0,0018 · 1470= 2, 7 кВт.

3. Так как Q k d > Q k t = 2,8 > 2,7 , следовательно, тепловая нагрузка ниже, чем действительная тепловая нагрузка.

При расчете параметров был принят испарительный конденсатор с удельный тепловым потоком q F = 2000 Вт/ м 2

Потребная площадь теплопередающей поверхности конденсатора:

F = Q k/ q = 2,7 / 1 470 = 0,0018 м 2

По приложению 6 принимаю конденсатор испарительный ИК – 90 с площадью поверхности основной секции 75 м 2 следовательно принимаю для установки две такие секции с суммарной площадью 150 м 2

6. Вывод

При расчете рабочего режима холодильной машины и подбирая к ней холодильное оборудование, я освоил основу и принципы работы холодильного агрегата для замораживания мяса. Научился исходя из исходных данных (температуры воздуха и относительной влажности его) находить и рассчитывать температуры: кипения, конденсации, всасывания и переохлаждения. И вписывать эти значения характеризующие параметры и агрегатное состояние хладагента (аммиака) в диаграмму lgp – i.

Так же при выполнении РГР научился правильно и экономно подбирать необходимое оборудование (конденсатор, компрессор и двигатель к нему).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О. СУХОГО

Факультет энергетический

Кафедра "Промышленная теплоэнергетика и экология"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: "Промышленные тепломассообменные и холодильные установки"

на тему: "Расчёт холодильной установки"

Исполнитель: студент гр. ТЭ-51

Любич А.В.

Руководитель: преподаватель Овсянник А.В.

Гомель 2015

Содержание

• Введение
• Отделители жидкости
• Маслоотделители
• Линейные ресиверы
• Дренажные ресиверы
• 6. Расчёт тепловой изоляции
• Заключение
• Список литературы

Введение

Задача курсового проекта - приобретение навыков проектирования одной из теплотехнологических промышленных установок,

В данном курсовом проекте производится расчёт холодильной установки. Результатом расчёта являются выбор установки и основного оборудования, выбор вспомогательного оборудования, выбор конструкционных материалов, решение вопросов охраны окружающей среды.

Холодильные установки - это комплекс машин и аппаратов, предназначенных для получения и поддержания в охлаждаемых объектах температур ниже чем температура окружающей среды. Холодильная установка состоит из холодильной машины, системы отвода теплоты конденсации и системы отвода теплоты от потребителей холода.

В холодильных установках, применяемых в различных отраслях промышленности, наибольшее распространение получили парокомпрессионные холодильные машины, Абсорбционные холодильные машины целесообразно применять в том случае, когда имеются вторичные энергоресурсы в виде дымовых газов, продуктов сгорания, продуктов технологического производства, отработанного пара низких параметров.

Исходные данные .

1. Город - Новгород

2. Холодопроизводительность установки с учётом потерь: Q o =820 кВт

3. Температура выхода хладоносителя из испарителя: t х2 = - 21 o C

4 Рабочее тело (хладагент) - аммиак (R717).

5. Тип системы хладоснабжения - централизованная с промежуточным хладоносителем.

6. Система водоснабжения - оборотная.

1. Расчёт цикла парокомпрессионной установки

Расчётная температура наружного воздуха для города Самара определяется по среднемесячной температуре самого жаркого месяца с учётом влияния максимальных температур в данной местности:

(1)

Расчётная относительная влажность наружного воздуха определяется по H - d

диаграмме по расчётной температуре и влагосодержанию воздуха, определённому по среднемесячным значениям параметров воздуха для самого жаркого месяца - и .

Температура воды, поступающей на конденсатор, определяется в зависимости от температуры наружного воздуха: для систем оборотного водоснабжения

(2)

где - температура наружного воздуха по мокрому термометру (определяется по H - d диаграмме по расчётной температуре и расчётной относительной влажности наружного воздуха)

Температура воды на выходе из конденсатора:

холодильная установка оборотное водоснабжение

где - подогрев воды в конденсаторе (o C), для горизонтального кожухотрубча - того 4ч5 . Принимаем.

Температура конденсации паров хладагента:

Температура кипения хладагента:

где - минимальная разность температур в аммиачных испарителях. Принимаем

Температура выхода хладоносителя из испарителя (исходные данные).

Температура переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем должна быть на 3 ч 5 o C выше температуры воды, поступающей на конденсатор:

Для исключения попадания жидкого хладагента в цилиндры компрессора должен быть обеспечен перегрев паров на всасывании в компрессор на 5ч15 o C.

Этот перегрев обеспечивается в испарителе и во всасывающих трубопроводах за счёт внешних теплопритоков:

Строим цикл одноступенчатой парокомпрессионной машины в h-lgp и s-T диаграммах. [См. Приложение 1,2.]

Параметры точек сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

					Состояние
					Сухой насыщенный пар
					Перегретый пар
					Перегретый пар
					Сухой насыщенный пар
					Насыщенная жидкость
					Переохлаждённая жидкость
					Жидкость + Пар

2. Расчёт и подбор основного оборудование холодильной машины

Для расчёта и подбора основного оборудования холодильной машины по холодопроизводительности установки и параметрических точек цикла определяем тип и количество компрессоров и тепловую мощность аппаратов (испаритель и конденсатор).

На основании теплового расчёта аппаратов выбираем тип и количество испарителей и конденсаторов.

Компрессор .

Удельная массовая холодопроизводительность:

(8)

Удельная работа сжатия в компрессоре:

(9)

Массовый расход хладагента для обеспечения заданной холодопроизводительности:

(10)

где Q o =820 кВт - холодопроизводительность установки.

Действительный объёмный расход паров, поступающих в компрессор в единицу времени:

(11)

где - удельный объём всасываемого пара (точка 1)

Объём, описываемый поршнями в единицу времени:

(12)

где - коэффициент подачи компрессора определяемый по графику,

По объёму, описываемого поршнями, подбираем компрессор типа П220 с объёмом описываемым поршнями: при частоте вращения 25 1/с и потребляемой мощностью 79 кВт.

Количество компрессоров:

(13)

где - теоретическая объёмная подача одного компрессора, являющаяся паспортной характеристикой.

Для предприятия с непрерывным режимом предусматриваем установку одного резервного компрессора такого же типа.

Действительная объёмная подача компрессоров:

(14)

Действительный массовый расход хладагента, циркулирующего в установке при 6 установленных компрессорах:

(15)

Теоретическая (адиабатная) мощность сжатия паров хладагента в компрессорах:

(16)

Индикаторная мощность, потребляемая компрессорами:

(17)

где - индикаторный КПД, определяется по графику

Эффективная мощность (на валу компрессора):

(18)

- механический КПД, учитывающий потери на трение.

Для бескрейцкопфных компрессоров Принимаем

Электрическая мощность, потребляемая из сети:

(19)

где - КПД передачи.

- КПД электродвигателя.

Испаритель .

Действительная тепловая мощность испарителя

(Действительная холодопроизводительность компрессоров)

(20)

Средняя разность температур в испарителе:

(21)

где - температура хладоносителя на входе в

испаритель.

Для аммиачных горизонтальных кожухотрубчатых испарителей величина изменения температуры хладоносителя. Принимаем.

По температуре замерзания рассола CaCl 2 определяем по справочным данным концентрацию раствора, а по концентрации и средней температуре хладоносителя физические свойства водного раствора CaCl 2:

Плотность:

Теплоёмкость:

Коэффициент объёмного расширения:

Теплопроводность:

Вязкость кинематическая:

Значение коэффициента теплопередачи выбираем ориентировочно:

. Принимаем.

Плотность теплового потока:

(22)

При движении хладоносителя со скоростью до 1,5 м/с плотность теплового потока должна составлять 2330ч2900 Вт/м 2 .

Площадь поверхности теплообмена испарителя:

(23)

По площади подбираем испаритель 160ИТГ-2шт. с площадью поверхности теплообмена каждый.

Суммарная действительная площадь:

(24)

Проверяем действительную тепловую мощность испарителя:

(25)

где

Массовый расход циркулирующего хладоносителя (рассола):

(26)

где - теплоёмкость хладоносителя.

Конденсатор .

Действительная тепловая мощность конденсатора:

(27)

Средний температурный напор определяется:

(28)

В горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторах составляет 5ч8 o C.

Плотность теплового потока:

(29)

Для горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторов: при скорости движения охлаждающей воды до 1,5 м/с. . Поверхность теплообмена конденсатора:

(30)

Подбираем конденсатор КТГ-110 - 2шт. с поверхностью теплообмена каждый.

(31)

Проверяем действительную тепловую мощность:

(32)

где

3. Расчёт и подбор вспомогательного оборудования

Отделители жидкости

Количество отделителей жидкости в схеме холодильной установки равно количеству испарителей. Подбор отделителя жидкости осуществляется по диаметру парового патрубка испарителя и затем проверяется по скорости паров в отделителе жидкости, которая не должна, превышать 0,5 м/с .

(33)

где - действительная массовая подача компрессора, всасывающего пар из одного отделителя жидкости.

- действительный массовый расход хладагента, циркулирующего в установке.

- удельный объём всасываемого пара (точка 1)

- внутренний диаметр корпуса отделителя жидкости.

Для испарителя 160ИТГ диаметр патрубка.

Устанавливаем отделители жидкости типа 125ОЖ с -2 шт.

Маслоотделители

Выбираем по диаметру нагнетательного патрубка компрессора П-220 (диаметр нагнетательного патрубка) маслоотделитель типа 100ОМО циклонный

Диаметр корпуса. - диаметр выбранного сосуда.

Проверяем скорость паров в сосуде, которая не должна превышать 1м/с

(34)

где - массовый расход хладагента через маслоотделитель (компрессор). - удельный объём всасываемого пара (точка 2)

Маслосборник .

Подбор осуществляется по производительности холодильной установки. Для средних установок подбираем маслосборник типа 300СМ.

Линейные ресиверы

Суммарная ёмкость линейного ресивера для систем с промежуточным хладоносителем должна быть не меньше ёмкости испарителей по аммиаку при заполнении ресиверов жидким хладагентом не более чем на 80% их ёмкости с учётом 50% рабочего заполнения ресивера .

(35)

где - объём межтрубного пространства испарителя. , - суммарная ёмкость испарителей типа 160ИТГ по межтрубному пространству.

По выбираем линейные ресиверы типа 5РВ-2шт. ДЧS = 1200Ч12 мм.

Дренажные ресиверы

Ёмкость дренажного ресивера определяется исходя из возможности приёма жидкого хладагента из наиболее крупного аппарата (испарителя) с учётом предельного заполнения не более 40% для вертикальных ресиверов и 60% для горизонтальных .

(36)

где - для горизонтальных ресиверов.

- объём испарителя 160ИТГ по межтрубному пространству.

По подбираем дренажный ресивер типа 2,5РД: ДЧS = 800Ч8 мм.

4. Расчёт системы оборотного водоснабжения

Расчёт системы оборотного водоснабжения предполагает подбор вентиляторных градирен, подбор циркуляционных насосов и определение расхода энергии на работу системы.

Исходными данными при расчёте являются:

тепловая мощность градирни

температура наружного воздуха и его влажность

(37)

где

Уравнение теплового баланса для градирни:

(38)

где

- массовый расход охлаждаемой воды, кг/с

- теплоёмкость воды

- объёмный расход воздуха через градирню, м 3 /с

- плотность воздуха, кг/м 3

- энтальпия воздуха на входе и выходе из градирни, кДж/кг

- температура выхода воды из градирни (равна температуре входа воды в компрессор).

- температура входа воды в градирню (равна температуре выхода воды из компрессора).

Тепловая мощность градирни определяется:

(39)

где - действительная тепловая мощность конденсаторов. [п.2.14]

- тепловая мощность, отводимая водой при охлаждении компрессоров.

(40)

где - массовый расход воды через компрессор типа П-220. Количество компрессоров - 7. - температура выхода воды из компрессора. - температура входа воды в компрессор.

Из уравнения теплового баланса определяем массовый расход охлаждаемой воды через градирню:

(41)

Массовый расход охлаждаемой воды через конденсатор:

(42)

Градирня выбирается по требуемой площади поперечного сечения:

(43)

где - плотность теплового потока (удельная тепловая нагрузка) градирни, определяется по

Принимаем

По площади поперечного сечения градирни выбираем градирню типа ГПВ-320 - с площадью поперечного сечения в количестве

(44)

Техническая характеристика градирни:

Тепловая производительность при: 372,2 кВт

Площадь поперечного сечения градирни: 6,5 м 2

Расход охлаждаемой воды: 17,76 кг/с

Расход воздуха: 16,90 м 3 /с

Вместимость резервуара: 1,5 м 3

Мощность электродвигателя вентилятора: 6,4 кВт

Частота вращения: 12 с -1

Размеры градирни

в плане: 2212Ч3540 (мм)

высота: 2485 мм

Масса: 2006 кг

5. Подбор насосов для систем оборотного водоснабжения и контура хладоносителя

Подбор насосов осуществляется по объёмному расходу жидкости, циркулирующей в контуре.

(45)

где - суммарная тепловая мощность теплообменных аппаратов (испарителей или конденсаторов), кВт, - теплоёмкость жидкости, кДж/ (кг· о С), - плотность жидкости, кг/м 3 , - изменение температур жидкости в испарителе или конденсаторе.

Объёмный расход циркуляционной воды при охлаждении конденсаторов:

(46)

где - действительная тепловая мощность конденсаторов; - теплоёмкость воды; - плотность воды; - изменение температур воды в конденсаторе.

Так как по расчёту у нас установлены 4-е градирни устанавливаем 4-е насоса рабочих и один резервный той же мощности.

Объёмный расход воды одним насосом:

(47)

По подбираем тип насоса - 4К-18а - 4 шт. (+1 резервный)

Техническая характеристика:

Объёмная производительность: 19,4 л/с (0,0194 м 3 /с)

Полный напор, развиваемый насосом: 18 м. в. ст. (176,58 кПа)

КПД насоса: 0,7

Мощность электродвигателя: 5,5 кВт

Частота вращения: 2900 об/мин

(48)

(49)

где - КПД привода;

- КПД двигателя;

Объёмный расход циркулирующего хладоносителя (рассола) в испарителях:

(50)

где - теплоёмкость хладоносителя;

- плотность хладоносителя;

- температура выхода хладоносителя из испарителя;

(см. п.2.15) - действительная тепловая мощность испарителя.

По выбираем насос типа 6К-8а - 2 шт. (+1 резервный)

Техническая характеристика:

Объёмная производительность: 38,9 л/с (0,0389 м 3 /с)

Полный напор, развиваемый насосом: 28,5 м. в. ст. (279,6 кПа)

КПД насоса: 0,75

Мощность электродвигателя: 22 кВт

Частота вращения: 1450 об/мин

Мощность на валу насоса при напоре, равном сопротивлению контура будет:

(51)

Мощность, потребляемая двигателем насоса:

(52)

где - КПД привода;

- КПД двигателя.

6. Расчёт тепловой изоляции

Для уменьшения теплопритоков из окружающей среды и повышения эффективности работы холодильной установки оборудование и трубопроводы, работающие при температуре ниже температуры окружающей среды, покрывают тепловой изоляцией. В рассматриваемой холодильной установке тепловой изоляции подлежат.

1) испарители;

2) отделители жидкости;

3) дренажный ресивер;

4) всасывающие трубопроводы, арматура и контур хладоносителя.

Расчёт производим для поверхностей, расположенных на открытом воздухе при и для поверхностей, расположенных в помещении при

Расчёт тепловой изоляции испарителя

При расположении испарителя на открытом воздухе.

(53)

где - наружный диаметр кожуха испарителя. - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру испарителя.

Где

(54),

где

- теплопроводность теплоизоляционного слоя материала - маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки МС-35.

(55)

где - сопротивление теплопередачи цилиндрических объектов диаметрами меньше 2-х метров, где - температура хладагента в испарителе. - среднегодовая температура окружающей среды для г. Новгорода. - плотность теплового потока. - коэффициент равный 1, при расположении изолируемых объектов, как на открытом воздухе, так и в помещении.

При расположении испарителя в помещении:

Сопротивление теплопередачи:

(56)

где - температура хладагента в испарителе;

- температура окружающего воздуха в помещении

Толщина теплоизоляционного слоя:

(57), где

(58),

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции.

С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции испарителя проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности, расположенной в помещении.

(59)

где (60),

где - теплопроводность теплоизоляционного слоя материала - маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки МС-35. - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции. - температура воздуха внутри помещения; - температура хладагента в испарителе. - температура поверхности изоляционного объекта.

Температурный перепад при относительной влажности

В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляционного слоя, а именно:

Расчёт тепловой изоляции отделителя жидкости

При расположении отделителя жидкости на открытом воздухе:

Сопротивление теплопередачи:

(61)

где - температура хладагента выходящего из испарителя на ОЖ;

- среднегодовая температура окружающего воздуха

- плотность теплового потока

(62)

где - наружный диаметр кожуха ОЖ.

(63),

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции.

При расположении ОЖ в помещении:

Сопротивление теплопередачи:

(64)

где - температура хладагента в ОЖ;

- температура в помещении

- плотность теплового потока.

Толщина теплоизоляционного слоя ОЖ:

(65)

где

(66),

где - теплопроводность теплоизоляционного слоя материала - маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки МС-35. - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции.

С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции ОЖ проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности ОЖ, расположенного в помещении, по формулам:

(67)

где (68),

- коэффициент теплоотдачи при расчёте изоляции при предотвращении конденсации влаги из окружающего воздуха.

В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляции теплоизоляционного слоя отделителя жидкости.

Расчёт тепловой изоляции дренажного ресивера

При расположении ресивера на открытом воздухе.

Сопротивление теплопередачи:

(69)

где - температура жидкого хладагента в ресивере;

- среднегодовая температура ОС в г. Новгород .

- плотность теплового потока на открытом воздухе

.

Толщина теплоизоляционного слоя ОЖ:

(70)

Где - наружный диаметр ресивера.

(71),

где - теплопроводность теплоизоляционного материала - маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки МС-35. - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции на открытом воздухе.

При расположении ресивера в помещении:

Сопротивление теплопередачи:

(72)

где - температура жидкого хладагента в ресивере; - температура внутри помещения . - плотность теплового потока в помещении .

Толщина теплоизоляционного слоя ОЖ:

(73) где

(74)

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в помещении. . С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции ресивера проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности ресивера, расположенного в помещении, по формулам:

(75)

где (76), B =0,6

где - перепад температур при . - коэффициент теплоотдачи при расчёте изоляции при предотвращении конденсации влаги из окружающего воздуха. В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляции теплоизоляционного слоя ресивера.

Расчёт тепловой изоляции всасывающих трубопроводов, арматуры контура хладоносителя

При расположении на открытом воздухе: - диаметр условного прохода трубопроводов.

Сопротивление теплопередачи:

(77)

- температура входа хладоносителя в испаритель;

Толщина теплоизоляционного слоя:

(78) где

(79),

где

Рассчитываем теплоизоляцию трубопроводов. По которым хладоноситель выходит из испарителя. Сопротивление теплопередачи:

(79)

где - норма линейной плотности теплового потока при расположении на открытом воздухе. .

- среднегодовая температура ОС .

Толщина теплоизоляционного слоя:

(80) где

(81),

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции на открытом воздухе .

Рассчитываем теплоизоляцию трубопроводов, по которым хладоноситель входит в испаритель.

Сопротивление теплопередачи:

(82)

где - норма линейной плотности теплового потока при расположении в помещении. .

- температура входа хладоносителя в испаритель;

- температура внутри помещения .

Толщина теплоизоляционного слоя:

(83) где

(84),

где

Рассчитываем теплоизоляцию трубопроводов. По которым хладоноситель выходит из испарителя.

Сопротивление теплопередачи:

(85)

- температура хладоносителя на выходе из испарителя;

Толщина теплоизоляционного слоя:

(86) где

(87),

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в помещении .

Толщина теплоизоляционного слоя трубопровода на входе в испаритель:

(88), где

(89),

где - температура хладоносителя на входе в испаритель;

- коэффициент теплоотдачи для предотвращения конденсации .

(90)

где (91),

где - температура хладоносителя на выходе из испарителя;

В результате расчётов принимаем наибольшие значения толщины изоляции теплоизоляционного слоя трубопроводов: - для трубопровода, по которому хладоноситель входит в испаритель; - для трубопровода, по которому хладоноситель выходит из испарителя;

При расположении на открытом воздухе:

- диаметр условного прохода всасывающего трубопровода.

Рассчитываем теплоизоляцию всасывающего трубопровода, по которому хладагент выходит из испарителя.

Сопротивление теплопередачи:

(79)

где - норма линейной плотности теплового потока при расположении на открытом воздухе. .

- среднегодовая температура ОС .

Толщина теплоизоляционного слоя:

(80) где

(81)

При расположении трубопроводов в помещении:

Рассчитываем теплоизоляцию всасывающих трубопроводов, по которым хладагент выходит из испарителя.

Сопротивление теплопередачи:

(85)

где - норма линейной плотности теплового потока при расположении в помещении. .

- температура хладагента на выходе из испарителя;

- температура воздуха в помещении .

Толщина теплоизоляционного слоя:

(86) где

(87),

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в помещении .

С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции трубопроводов с температурой ниже температуры окружающего воздуха проверяем толщину изоляционного слоя для поверхностей трубопроводов, расположенного в помещении:

Толщина теплоизоляционного слоя трубопровода на выходе из испарителя:

(90)

где (91)

где - температура хладагента на выходе из испарителя;

В результате расчётов принимаем наибольшие значения толщины изоляции теплоизоляционного слоя всасывающих трубопроводов: - для всасывающего трубопровода, по которому хладагент выходит из испарителя;

Заключение

В данном курсовом проекте произведён расчёт парокомпрессионной холодильной установки.

Выполнен расчёт холодильного цикла, холодильного оборудования, а также подобрано основное и вспомогательное оборудование холодильной установки необходимой мощности и прочих параметров.

Список литературы

1. Овсянник А.В. Практическое пособие по выполнению курсового проекта по курсу "Промышленные тепломассообменные и холодильные установки" для студентов специальности Т.01.02.00 "Теплоэнергетика". - ГГТУ, 2002.

2. Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.01.01 - 82.

3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. - Кн.4 /Под общ. ред.В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

4. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 264 с.

6. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. СНиП 2.04.14 - 88.

7. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. - М.: Агропромиздат, 1989. - 223 с.

8. Вильнер Я.М., Ковалёв Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Под ред. Б.Б. Некрасова. Минск, "Высшая школа", 1976.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Расчет теплопритоков в охлаждаемое помещение и необходимой производительности судовой холодильной установки. Построение рабочего цикла холодильной машины, ее тепловой расчет и подбор компрессора. Последовательность настройки приборов автоматики.

курсовая работа , добавлен 25.12.2014


Обзор развития холодильной техники. Условия хранения пищевых продуктов. Расчет строительных площадей камер хранения. Разработка планировки камер. Особенности подбора и расчета тепловой изоляции. Описание схемы холодильной установки, подбор оборудования.

курсовая работа , добавлен 17.04.2012


Определение вместимости холодильной камеры. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций. Определение теплопритоков в камеру и тепловой нагрузки. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя. Подбор холодильного оборудования.

курсовая работа , добавлен 11.02.2015


Общая характеристика и принцип работы холодильной установки молочного завода, ее технико-экономическое обоснование. Методика расчета строительной площади холодильника. Тепловой расчет принятого холодильника. Расчет и подбор камерного оборудования.

курсовая работа , добавлен 03.06.2010


Проект парокомпрессорной холодильной установки для склада готовой продукции мясокомбината. Описание конструктивных особенностей холодильной установки, назначение основных узлов и деталей. Расчет цикла паровой компрессионной холодильной установки.

курсовая работа , добавлен 09.08.2012


Расчет, подбор и техническая характеристика воздухоохладителей. Подбор скороморозильного аппарата. Описание работы холодильной установки. Автоматизация компрессорного агрегата, водяного насоса, маслоотделителя и маслосборника, приборов охлаждения.

дипломная работа , добавлен 26.12.2013


График температурного испарения хладагента. Расчет удельной тепловой нагрузки испарителя и конденсатора. Энергетический баланс установки. Определение мощности, потребляемой компрессором. Расчет температуры получаемого холода и КПД холодильной установки.

контрольная работа , добавлен 12.06.2013


Тепловая нагрузка при термообработке продуктов. Расчет толщины слоя теплоизоляции. Выбор холодильной машины и испарителей. Расчет эксплуатационных теплопритоков. Подбор и распределение воздухоохладителей. Выбор расчетного режима и холодильной машины.

контрольная работа , добавлен 19.04.2013


История развития и достижения современной холодильной техники. Определение температуры конденсации хладагента. Расчет и подбор холодильного оборудования (компрессоров, конденсатора, ресиверов). Автоматизация холодильных установок химического комбината.

курсовая работа , добавлен 04.04.2016


Конструкция холодильной установки НСТ 400-К: неисправности и методы их устранения. Разработка мероприятий по сервису холодильного оборудования и системы отопления. Технико-экономические показатели по установке и сервису холодильной установки НСТ 400-К.