ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН

Компресори парових холодильних машин входять до складу герметично закритої системи та призначені для відсмоктування холодильного агента з випарника з метою підтримки останнього тиску. р о , стиснення пари та виштовхування його в конденсатор при тиску р до, необхідний для зрідження.

Продуктивність компресора характеризується холодопродуктивністю машини та залежить від конструкції, режиму роботи холодильної машини та холодильного агента, на якому вона працює.

КЛАСИФІКАЦІЯ КОМПРЕСОРІВ

У парових холодильних машинах використовують поршневі компресори зі зворотно-поступальним рухом поршня, ротаційні з поршнемротором, що обертається, гвинтові і турбокомпресори. Діапазон застосування різних типів компресорів наведено у табл. .

В даний час найбільше використовують поршневі компресори.

Поршневі компресори класифікують так:

за стандартною холодопродуктивністю: малі-до 12 кВт (до 10 тис. ккал/год); середні-від 12 до 90 кВт (від 10 до 80 тис. ккал/год); великі – понад 90 кВт (понад 80 тис. ккал/год);

за ступенями стиснення: одно-, дво- та триступінчасті;

за напрямом руху агента в циліндрі: прямоточні з рухом агента в циліндрі одному напрямку та розташуванням всмоктуючого клапана в дні поршня; непрямоточпи, в яких всмоктуючий і нагнітальний клапани розташовані в кришці циліндра і агент змінює напрямок руху, слідуючи за поршнем;

за кількістю циліндрів: одно- та багатоциліндрові;

за розташуванням осей циліндрів: горизонтальні, вертикальні та кутові (У-подібні, віялоподібні та радіальні);

залежно від виконання циліндра та картера: блок-картерні (із загальним виливком блоку циліндрів та картера); з окремими циліндрами, що відлиті у вигляді блоку або індивідуально;

за кількістю робочих порожнин: простої дії, в яких холодильний агент стискається тільки однією стороною поршня, та подвійної дії, де стиск здійснюється по черзі обома сторонами поршня;

з влаштування кривошипно-шатунного механізму: безкрейцкопфні простої дії та крейцкопфні подвійної дії;

за типом приводу: з електродвигуном, насадженим на вал компресора; з безпосереднім з'єднанням через муфту та з ремінною передачею;

за ступенем герметичності: герметичні із вбудованим електродвигуном у завареному кожусі без роз'ємів; безсальникові (напівгерметичні) із вбудованим електродвигуном, але відокремленими кришками; із зовнішнім приводом і сальниковим ущільненням кінця валу, що виступає з картера для з'єднання з окремим електродвигуном муфтою або клинопасової передачею; з відкритим картером та сальниковим ущільненням штока при виході його з циліндра (крейцкопфні подвійної дії).

Технічна характеристика поршневих компресорів, що серійно випускаються в СРСР, дана в табл. в.

Найбільш поширеними є безкрейцкопфні непрямоточні та прямоточні компресори.

Схеми вертикальних безкрейцкопфних непрямоткових компресорів показано на рис. , А вертикального прямоточного із сальниковим ущільненням валу - на рис. .

Рух від електродвигуна передається колінчастому валу. 2 (див. рис. , а)за допомогою пасової передачі або при безпосередньому з'єднанні через муфту. Зусилля колінчастого валу, розміщеного в картері /, передається шатуну 3 та поршню 4 , при русі якого в циліндрі компресора здійснюється робочий процес (всмоктування, стиснення та виштовхування пари холодильного агента).

Кривошипно-шатунний механізм, що складається в безкрейцкопфном компресорі з колінчастого валу, шатуна і поршня, призначений для перетворення рівномірного обертального руху валу на нерівномірний зворотно-поступальний рух поршня.

Шків-маховик 10 компресора призначений передачі руху від двигуна, і навіть вирівнювання навантаження на двигун. Шків-маховик виконують масивним і за рахунок інерції він, сприймаючи однакову кількість енергії, що надходить від двигуна, запасає її, коли поршень знаходиться далеко від мертвої точкиі віддає запас енергії при наближенні поршня до мертвої точки.

У малому непрямоточному компресорі всмоктувальні та нагнітальні клапани 6 і 8 розташовані у верхній внутрішній кришці 2. Головка циліндра 7 розділена на всмоктувальну та нагнітальну порожнини. При русі поршня вниз тиск у циліндрі 5 знижується, внаслідок чого відкривається всмоктувальний клапан 6, і пара надходить у робочу порожнину циліндра. При русі поршня вгору пара стискається і через нагнітальний клапан 8 виштовхується з циліндра. Всмоктувальні та нагнітальні клапани компресора автоматичні. Вони відкриваються та закриваються під дією різниці між тисками з двох сторін робочої пластини клапана.

У середніх і великих непрямоткових компресорах клапани, що всмоктують, розташовані периферійно (см, рис. , б), що дозволило збільшити прохідний перетин як всмоктувальних 6, так і нагнітальних 8 клапанів.

У прямоточному компресорі всмоктувальні клапани 9 розташовані у верхній частині поршня, а нагнітальні 5 - у верхній внутрішній кришці. Форма поршня 10 прямоточного компресора подовжена. У поршні передбачена порожнина під клапанами, що всмоктують, яка повідомляється з всмоктувальним патрубком компресора, але відділена перегородкою від картера 1. Всмоктувальний патрубок компресора розташований у середині по висоті циліндра і повідомляється з порожниною поршня, а нагнітальний - у верхній частині циліндра. При русі поршня вниз у робочій порожнині циліндра тиск знижується. Всмоктують клапани в поршні відкриваються під дією тиску пари в порожнині поршня, а також інерції пластин клапана, і пара надходить у робочу порожнину циліндра. При русі поршня нагору клапани в поршні закриваються, пара стискається і виштовхується через нагнітальні клапани, розташовані у верхній частині циліндра.

У прямоточних компресорах верхню внутрішню кришку 8, так звану кришку безпеки (хибну кришку), не кріплять до циліндра, а притискають до нього буферною пружиною 7. Вона оберігає компресор від аварії (гідравлічного удару) при потраплянні рідкого аміаку в циліндр. Якщо в циліндр рідина потрапляє у значній кількості, то вона не встигає пройти через невеликий переріз нагнітальних клапанів компресора, внаслідок чого різко зростає тиск у циліндрі. При цьому буферна пружина 7 стискається, помилкова кришка піднімається і рідина виходить в нагнітальну порожнину через зазор, що утворився між кришкою і циліндром.

У непрямоткових компресорах з периферійним клапаном, що всмоктує, також часто застосовують помилкові кришки. У малих пепрямоткових компресорах, клапани яких розташовані в нерухомій клапанній дошці, на клапані нагнітального встановлюють другу, більш жорстку буферну пружину. Ця пружина при надмірному підвищенні тиску в циліндрі, викликаного попаданням значної кількості олії або рідкого холодильного агента, стискається, і клапан нагнітальний може відкриватися більше.

Для захисту компресора від аварії при надмірному підвищенні тиску нагнітання, наприклад, при пуску компресора із закритим нагнітальним вентилем 13 (див. рис.) або за відсутності води на конденсаторі, призначений запобіжний клапан 16. При тиску нагнітання вище від допустимого він відкривається і з'єднує нагнітальну сторону компресора з всмоктувальною (до запірних вентилів).

Мал. . Схеми вертикальних непрямоткових безкрейцкопфних компресорів:

а- з всмоктуючими та нагнітальними клапанами, розташованими в кришці циліндра; б -з периферійним розташуванням всмоктувального клапана: 1 - Картер; 2 - колінчастий вал; 3 - шатун; 4-поршень; 5 - Циліндр; 6 - Всмоктуючий клапан; 7-головка циліндра; 8 - Нагнітальний клапан; 9 - Клапанна дошка; 10 - маховик.

Для розвантаження великих вертикальних компресорів при пуску призначений байпасний вентиль 15. Його відкривають перед включенням компресора, і в період його запуску порожнини нагнітання та всмоктування з'єднуються. Цим виключається стиснення в компресорі і зменшується потреба в енергії при пуску, так як енергія витрачається тільки на рух компресора і на подолання сил інерції і підвищеного тертя. При автоматичному пуску компресора застосовують електромагнітний байпасійний вентиль. У нових серіях компресорів байпасні вентилі не застосовують, але встановлюють електродвигуни із підвищеним пусковим моментом.

Мал. . Схема вертикального прямоточного безкрейцкопфного компресора:

1 - Картер; 2 - колінчастий вал; 3 - шатун; 4 - Циліндр; 5-нагнітальні клапани; 6 - кришка циліндра; 7-буферна пружина; 8 - кришка безпеки (хибна); 9 - Всмоктувальні клапани; 10 - поршень; 11 - маховик; 12 - сальник; 13 - нагнітальний запірний вентиль; 14 - Всмоктуючий запірний вентиль;

15 - пусковий байпасійний вентиль; 16 - запобіжний клапан.

Переваги безкрейцкопфних прямоточних компресорів з розташуванням клапанів, що всмоктують, в поршні - відсутність теплообміну між порожниною всмоктування і нагнітання (підвищується λ w), вільне розташування клапанів, що дозволяє збільшити прохідний переріз їх та зменшити втрати від дроселювання в клапанах (підвищується λ i ). Недолік цих компресорів - велика маса поршня, внаслідок чого збільшуються сили інерції, погіршується врівноваженість машини, зростає тертя, що перешкоджає збільшенню частоти обертання компресора. Конструкція поршня прямоточного компресора складніша, а до всмоктуючого клапана доступ утруднений. У прямоточних компресорах застосовують переважно холодильні агенти з високою температурою в кінці стиснення (головним чином аміак, для якого небажаний значний перегрів при всмоктуванні).

У непрямоткових безкрейцкопфних компресорах поршень без клапанів має менші розміри та масу. Його можна виготовити з легких сплавів, що призводить до скорочення інерційних зусиль та дозволяє збільшити частоту обертання валу. Стисненість у розташуванні клапанів тільки в кришці непрямоткового компресора можна усунути, застосувавши периферійне розташування всмоктувальних клапанів (див. рис., б). При цьому збільшується прохідний переріз всмоктувальних та нагнітальних клапанів та зменшується теплообмін між порожнинами всмоктування та нагнітання.

В даний час віддають перевагу непрямоточних компресорів, у тому числі і для аміачних компресорів.

ДЕТАЛІ КОМПРЕСОРІВ

Основними частинами компресорів є картери (блок-картери), циліндри, поршні з поршневими кільцями, кривошипно-шатунний механізм (шток, крейцкопф, шатун, вал), сальники, клапани (всмоктувальні, нагнітальні та запобіжні) та пристрій для змащування.

Картери.У безкрейцкопфних компресорах картери є підставою для кріплення всіх частин машини. Крім того, вони сприймають всі зусилля, що виникають в компресорі.

Мал. . Картери та циліндри безкрейцкопфних компресорів:

а- картср компресора ФВ6: 1 - привалковий фланець; 2 -кришка картера; 3 - Гнізда під корінні підшипники; 4-нижня поверхня; 5 - кришка

сальника;

б- блок-картер У-подібного чотирициліндрового компресора АУ200: 1 - отвір під оглядове скло; 2 - Гніздо під корінні підшипники; 3 - отвір під всмоктувальний вентиль; 4- гніздо для масляного насосу; 5 - отвір для зливу олії з блок-картера;

в -циліндр непрямоткового компресора ФВ6;

г- Циліндр прямоточного блок-картерного компресора (у зборі): 1 - блок-картер; 2 - гільза циліндра;

3 - ущільнювальні гумові кільця; 4 - клапанна кришка; 5-планка для фіксування гільз; 6 - буферна пружина; 7 – зовнішня кришка циліндрів; 8 - Водяна сорочка, що охолоджує.

Картери безкрейцкопфних компресорів закриті, перебувають під тиском всмоктування. У них розташовані кривошипно-шатунний механізм та пристрій для змащування. За рівнем олії в картері спостерігають через оглядове скло. Для доступу до кривошипно-шатунного механізму та пристрою для змащування є бічні та торцеві знімні кришки.

У малих компресорах зазвичай застосовують картери з однією торцевою кришкою (рис., а). До верхнього фланця картера шпильками кріплять циліндри.

У середніх і великих компресорах картери відливають одним блоком з циліндрами (блок-картер) (рис. б). Це зменшує число роз'ємів, покращує герметичність та забезпечує початкове точне розташування осей циліндрів по відношенню до осі отворів під підшипники колінчастого валу.

Картери та блок-картери виготовляють із чавуну Сч18-36 або Сч21-40. У малих компресорах, що застосовуються на холодильному транспорті, для полегшення їхньої маси при виготовленні картерів і блок-картерів використовують алюмінієві сплави.

Основна вимога до картерів - достатня жорсткість і міцність. При механічній обробці картерів і блок-картерів треба дотримуватись наступних умов: осі отворів під підшипники колінчастого валу повинні бути паралельні основі, а також площині кріплення блоку циліндрів і перпендикулярні площині торцевих фланців.

Циліндри.У безкрейцкопфних компресорах простої дії їх виготовляють у вигляді двоциліндрових блоків (мал. в)або у вигляді загального блоку з картером (див. рис., б і г).У циліндри блок-картера впресовують гільзи 2, що захищають блок-картер від зносу та полегшують ремонт. Стінки циліндра відчувають сили від тиску пари, пружності поршневих кілець, а також нормальні сили від кривошипно-шатунного механізму.

У нижній частині циліндри безкрейцкопфних компресорів повідомляються з картером, а у верхній мають зовнішню та внутрішню (клапанну) кришки. У деяких непрямоткових компресорах внутрішні кришки жорстко закріплені між циліндром та зовнішньою кришкою.

У прямоточних і деяких компресорах непрямоточних клапанна кришка 4 блок-картера (див. рис. , г)притискається до циліндра буферною пружиною 6, розрахованої на тиск 0,35 МПа?З,5 кгс/см 2 .

У середніх і великих компресорах, що працюють на аміаку та R22, де температура нагнітання досягає 140-160 ° С, циліндри мають водяні охолоджуючі сорочки 8 (Див. рис., г). Кришки циліндрів іноді виконують також із водяною порожниною. У компресорах, що працюють на R12 і R142, де температура нагнітання не перевищує 90°, циліндри і кришки відливають з ребрами (див. рис. 25, в) для інтенсивнішого охолодження їх повітрям. Охолодження циліндрів забезпечує більш економічну роботу компресорів.

Циліндри та гільзи виготовляють із чавуну Сч 18-36 або Сч21-40. Циліндри великих компресорів розточують по 2-му класу точності, дрібних герметичних компресорів-по 1-му класу, по системі отвору. Для зменшення тертя під час руху поршня та створення надійної щільності циліндри шліфують. У зібраному вигляді осі циліндрів повинні бути перпендикулярні до осі валу. Чистота поверхні дзеркала потрібна не грубіше 8-го класу для циліндрів безкрейцкопфних сальникових компресорів і не менше 10-го класу для циліндрів герметичних компресорів.

У безкрейцкопфних компресорах з чавунними поршнями і поршневими кільцями зазор між циліндром і поршнем становить 0,001 діаметра циліндра, а в малих компресорах з діаметром циліндра до 50 мм, в яких застосовують поршні без поршневих кілець - 0,0003 діаметра циліндра.

Поршні.У вертикальних, У-і УУ-подібних безкрейцкопфних компресорах встановлюють поршні тронкового типу (рис.). Вони являють собою цілісну порожню конструкцію. У непрямоткових компресорах поршні непрохідні (мал. аі б)спрощеної конструкції. Верхня частина поршня має форму, що відповідає формі клапанної кришки циліндра.

Мал. . Поршні компресорів:

а- безкрейцкопфного непрямоточного ВФ6: 1 - канавки для ущільнювальних поршневих кілець; 2 - отвір

для поршневого пальця; 3-кільцева виточка для пружинного кільця; 4 - канавка для маслознімного поршневого кільця;

б - Випрямоточний П110: 1 - тіло поршня; 2- ущільнювачі поршневі кільця; 3 пружинні кільця; 4 - маслознімне поршневе кільце; 5 - поршневий палець; 6 - шатун;

в- прямоточного (у зборі): 1 – тіло поршня; 2 - канавки для ущільнювачів поршневих кілець; 3-- поршневий палець; 4 - канавки для маслознімних поршневих кілець; 5-пружинне кільце; 6 - всмоктувальний клапан;

г- горизонтального крейцкопфного: 1 – поршень; 2 - гайка; 3- поршневе кільце; 4 - Шток; 5 - штифт; 6 - Бабітний поясок на опорній поверхні поршня.

Прохідний поршень тронкового типу прямоточного компресора (мал. в)має подовжену форму. У поршні передбачені вікна або канали, якими пари холодильного агента з всмоктуючого трубопроводу надходять до всмоктувальних клапанів, розташованих у верхній частині поршня. Від картера всмоктувальна порожнина відокремлена перегородкою в поршні.

Поршень безкрейцкопфного компресора з'єднаний з шатуном плаваючим поршневим пальцем. 3 (Див. рис., в).Від осьового переміщення плаваючий поршневий палець обмежений пружинними кільцями 5.

На поверхні поршнів є канавки для ущільнювальних. 2 та маслознімних 4 поршневих кілець. Маслознімні поршневі кільця в прямоточних компресорах встановлені у нижній кромці поршня, у непрямоткових малих - безпосередньо за кільцями ущільнювачів (див. рис. , а), а в непрямоткових великих - у нижньої кромки поршня (див рис. , б). Поршні діаметром до 50 мм виконують без поршневих кілець, але з канавками на поверхні для змащування.

У горизонтальних компресорах крейцкопфних поршні дискової форми (рис. , г). На поверхні поршня є канавки для розміщення поршневих кілець 3. Поршень зі штоком 4 з'єднаний гайкою 2. Для запобігання гайки від самовідгвинчування її застопорюють, вминаючи край. агайки в один із пазів на штоку.

У дво- та триступінчастих компресорах застосовують диференціальні (ступінчасті) поршні.

Поршні тронкового типу виготовляють з високоякісного чавуну Сч21-40 або Сч24-44, а також алюмінієвого сплаву (без присадки магнію) Ал5. Для виготовлення поршнів без поршневих кілець застосовують спеціальний чавун або низьковуглецеву сталь. Поршні горизонтальних компресорів відливають із чавуну чи сталі з бабітовим пояском на нижній частині, а поршневі гайки - із сталі Ст.35.

У поршнях тронкового типу отвори під поршневий палець повинні бути співвісні і осі їх перпендикулярні до утворює поршня (щоб при складанні з шатуном не вийшло перекосу поршня по відношенню до осі циліндра); в поршнях дискової форми отвір під шгок має бути концентрично зовнішньої циліндричної поверхні поршня, а поверхня опорного торця штока перпендикулярна осі поршня. Канавки для поршневих кілець повинні бути паралельні між собою, а бічні їх поверхні - перпендикулярні до утворює поршня.

Мал. . Поршневі кільця:

а- ущільнювальні: I-замок

внахлестку; II-косою; III – прямий; б - маслознімні: I - конусні;

II – з прорізами.

П оршневі кільця. Розрізняють ущільнювальні та маслознімні кільця. Кільця ущільнювачів призначені для створення щільності між стінками циліндра і поршнем при його русі, а маслознімні-для видалення надлишку масла зі стінок циліндра. Для хорошого ущільнення поршневе кільце повинне всіма точками зовнішньої поверхні щільно прилягати до циліндра і чинити рівномірний тиск на циліндр. Торці поршневих кілець повинні бути строго перпендикулярні утворюючій зовнішній поверхні. Поршневі кільця мають проріз, що називається замком. Розрізняють три види поршневого замку: внахлестку, косий, прямий (мал. а).Найчастіше застосовують замки внахлестку та косою, які забезпечують надійну щільність. Від ущільнювальних кілець маслознімні відрізняються тим, що на їх зовнішній поверхні є скіс, що утворює конусну поверхню, або прорізи у вигляді канавки на поверхні кільця (рис., б). На поршень маслознімні кільця встановлюють конусом нагору. При русі поршня вгору між кільцем і стінкою циліндра створюється масляний клин, що віджимає кільце в канавку поршня, в результаті чого масло не піднімається вгору. Щоб не було перешкоди для стиснення кільця, в канавці свердлять отвори для її повідомлення з внутрішньою частиною поршня, через які масло або пара виходить з канавки. При русі поршня вниз масло знімається з дзеркала циліндра олійним кільцемзбирається в канавку під кільцем і через отвори в поршні стікає в поршень і картер.

Більшість безкрейцкопфних компресорів мають два-чотири ущільнювальні та одне-два маслознімні кільця. У горизонтальних крейцкопфних компресорах застосовують лише кільця ущільнювачів.

Поршневі кільця виготовляють із чавуну Сч21-40 з твердістю за Роквеллом 91-102 одиниці, а в нових моделях компресорів - із пластмаси (термостабілізованого капрону). Для збільшення пружності між поршнем і пластмасовими кільцями розміщують експандер зі сталевої стрічки.

Щоб уникнути заклинювання поршневих кілець і задира дзеркала циліндра, замки кілець у робочому стані повинні мати зазори. Зазор у замку поршневого кільця в неробочому стані становить приблизно 0,1 діаметра кільця, а робочому - 0,004 діаметра циліндра. Замки кілець слід зміщувати один відносно одного приблизно на 90 °. Витік пари через поршневі кільця знижує коефіцієнт подачі компресора, а тертя поршневих кілець стінки циліндра викликає збільшення витрати потужності.

Вимоги, що пред'являються до поршневих кілець, - достатня пружність, перпендикулярність торця кілець зовнішньої твірної, щільне прилягання зовнішньої поверхні кілець до стінок циліндра.

Шток.Його застосовують у горизонтальних крейцкопфних компресорах для з'єднання поршня з крейцкопфом. З крейцкопфом шток закріплений на різьбленні або болтами, а з поршнем - поршневою гайкою (див. рис., г). Шток виготовляють із конструкційної вуглецевої сталі Ст.40 або Ст.45. Поверхня його цементують та шліфують.

Крейцкопф.Він призначений для з'єднання штока з шатуном, здійснює зворотно-поступальний прямолінійний рух і складається з корпусу 1 та двох черевиків 2 (Мал.). Між корпусом та черевиками розміщено набір прокладок. 3 для вивіряння зазорів. Форма ковзної поверхні черевика, а отже, і напрямних циліндрична.

Крейцкопф з'єднаний зі штоком болтами з корончастими гайками 6, зафіксованими від провертання. Корпус крейцкопфа відливають із сталі, а черевики - із сірого дрібнозернистого чавуну або зі сталі з бабітовою заливкою. Палець крейцкопфа виготовляють із вуглецевої сталі Ст.20 та Ст.45 або хромистої 20Х та 40Х. Для надання твердості палець цементують, загартовують та шліфують до 9-го класу чистоти. Поверхня пальця обробляють по 1-му та 2-му класам точності.

Мал. . Крейцкопф аміачного горизонтального компресора:

1 – корпус; 2 -черевики; 3- прокладання; 4 та 5 -шайби; 6 - корончаста гайка для кріплення шгоку; 7 – шток.

Шатун.Він з'єднує колінчастий вал з поршнем або з крейцкопфом і є стрижнем. 1 з головками по кінцях, одна з яких нероз'ємна 2, а інша роз'ємна 3 (Рис., а). Роз'єм може бути прямий (перпендикулярний до осі стрижня) і косою. Роз'ємна головка заливається бабітом 7, або має вкладиш, залитий бабітом, закріплюється на колінчастому валу шатунними болтами 4 з корончастими гайками 5. Між половинками головки шатуна з кожного боку закладають набір тонких регулювальних прокладок 6. При невеликому зношуванні бабіта можна зняти частину прокладок і відновити колишній зазор між валом і внутрішньою поверхнею головки шатуна (так звана перетяжка підшипника). У компресорах нових моделей ставлять тонкостінні бабітові вкладиші. Такий вкладиш має два шари сталевої стрічки завтовшки 0,25 мм, покритої шаром бабіту завтовшки 1,7 мм. В цьому випадку набір регулювальних прокладок не ставиться.

Закрита головка в безкрейцкопфному компресорі має впресовану бронзову втулку 8 і з'єднана з поршнем поршневим пальцем. Найбільше застосування знаходять плаваючі пальці, що вільно обертаються в отворі поршня та у втулці шатуна. Від осьового переміщення вони обмежені кільцями, що пружинять, або пробками з антифрикційних матеріалів.

У деяких моделях малих компресорів використовують бронзові або алюмінієві шатуни з двома нероз'ємними головками (рис. б). Таким шатунам відповідає прямий вал із ексцентриком (рис., г).

До шатунним підшипникамолія подається каналами 9 і 10 (див. рис., а), а при примусовому (насосному) мастилі до нижніх голівок - по свердлінням у валу компресора.

Мал. . Деталі кривошипно-шатунного механізму:

а-шатун із нижньою роз'ємною головкою: 1 - стрижень;

2 - нероз'ємна головка; 3-роз'ємна головка;

4-болти; 5 – корончасті гайки; 6 - прокладання;

7 – вкладиш; 8 - бронзова втулка; 9, 10 - канали для подачі олії; б- шатун із нероз'ємними головками;

в- вал колінчастий: 1 корінні шийки; 2 - щоки;

9 - шатунні шийки; 4 - противагу; 5 -шийка під сальник; г- ексцентриковий вал з шатуном: 1 - вал;

2 - противаги; 3 - шатун; д- кривошипно-кулісний механізм: 1 - вал кривошипний; 2 - Повзун; 3-куліса; 4 - поршень.

Шатуни з роз'ємною головкою виготовляють з вуглецевої сталі Ст.40 і Ст.45 кованими або штампованими з подальшим відпалом і нормалізацією, шатунні болти - з хромистої сталі 38ХА або 40ХА, а поршневі пальці - з вуглецевої сталі Ст5. стали 20Х та 40Х. Поршневі пальці гартують і робочу поверхню шліфують до чистоти не нижче 9-го класу.

Вал.Вал повинен бути жорстким, міцним, а його тертьові поверхні зносостійкими. Розрізняють вали колінчасті (рис., б), ексцентрикові (у малих компресорах) (див. рис., г) і кривошипні (рис., д).Останні застосовують у кривошипно-кулісному механізмі малих герметичних компресорів. Цей механізм руху складається з кривошипного валу 1 і повзуна 2, який переміщається перпендикулярно до осі куліси 3, привареної до поршня 4,

Найбільш поширені двоколінчасті та двоопорні вали. Коліна зміщені на 180 °. На шийках валу є противаги, які призначені для врівноваження сил інерції. На кожну шийку валу кріплять один, два, три чи чотири шатуни.

Опорами для валу є підшипники. У безкрейцкопфних компресорах найчастіше застосовують корінні підшипники кочення - кулькові та роликові. Однак як підшипники використовують також і бронзові та чавунні втулки. У малих високооборотних компресорах застосовують підшипники ковзання зменшення шуму. У крейцкопфних горизонтальних компресорах використовують підшипники ковзання, залиті бабітом. При встановленні валу ці підшипники пришабрують по шийках.

Колінчасті вали компресора виготовляють із вуглецевої сталі Ст.45 або з хромистої сталі 40Х у вигляді поковки або штампування. У валу свердлять канали для олії. Корінні і шатунні шийки валів повинні бути циліндричні, осі всіх корінних шийок повинні знаходитися на одній прямій, осі шатунних шийок повинні бути паралельні осі корінних, биття корінних шийок - не більше меж допуску. Для зносостійкості шийки валу гартують і відпускають до твердості Rз =52÷60. Нагрівання шийок здійснюється струмами високої частоти. Після термічної обробки їх шліфують до 9-го класу чистоти (при підшипниках ковзання).

Шків-маховик.Його насаджують на колінчастий вал на шпонці та закріплюють гайкою. При використанні ремінної передачі обід маховика має канавки під клиноподібні ремені. У разі безпосередньої передачі маховик-муфта призначений лише для вирівнювання навантаження на двигун.

Сальники.У безкрейцкопфних компресорах вони призначені для ущільнення валу, що виступає з картера, а крейцкопфних горизонтальних - для ущільнення штока з метою повної герметизації робочої порожнини циліндра компресора. Сальники можна розділити на два типи: сальники безкрейцкопфних компресорів з кільцями тертя (бронза-сталь, графіт-сталь). У таких сальниках щільність між кільцями створюється пружністю сильфонів та пружин, а також за допомогою масляної ванни, що забезпечує додатковий гідравлічний затвор; сальники крейцкопфних компресорів багатокамерні з розрізними металевими та нероз'ємними фторопластовими кільцями.

Сільники сальники безкрейцкопфних компресорів.Такі сальники з парою кілець, що труться, бронза-сталь застосовують у малих компресорах з діаметром валу до 40 мм (рис., а). На вал компресора надіто пружне гумове кільце 1, на яке щільно насаджене сталеве кільце 2. Обидва кільця обертаються разом із валом. Потім на вал вільно одягнений вузол, що є сильфоном. 4 (двошарова іолутомпакова тонка гофрована трубка), до одного кінця якого припаяно бронзове кільце 3, а до іншого - спрямовуючий стакан 6. Направляючий стакан закріплений на прокладках 7 кришкою 8 до картера, тому бронзове кільце із сильфоном нерухомі. Пружина 5 притискає бронзове кільце 3 до сталевого кільця, що обертається 2.

Ці кільця мають бути добре притерті. Камера сальника заповнена олією. Недоліком сильфонного сальника не є цілком задовільна міцність сильфона.

Менш трудомісткі у виготовленні, надійні у роботі та прості при монтажі та експлуатації пружинні сальники з масляним затвором.

Найбільш досконалим є пружинний сальник з парою кілець, що труться, одне з яких виконано зі спеціального металізованого графіту, а інше- з цементованої сталі.

Односторонній графіто-сталевий пружинний сальник безкрейцкопфного компресора.Сальник такого типу показано на рис. ,Б. До нерухомого сталевого кільця 5, встановленого у кришці 1 на прокладці 4, притискається графітове ущільнювальне кільце 5, встановлене в рухомому кільці 6. Кільце 6 одягнено на вал на пружному гумовому кільці 2. Рухоме кільце з графітовою вставкою притискається до нерухомого сталевого кільця 3 пружиною 8, упирається в шайби 7.

Двосторонній графіто-сталевий сальник компресора П110представлений на рис. , в.Два сталеві кільця 3 з графітовими вставками 4 надіті на вал на пружних фторопластових кільцях 8. Між рухомими кільцями 3 встановлена ​​обойма 2 t в якій розташовано кілька пружин 9, що упираються в шайби 10. Під дією пружин сталеві кільця з графітовими вставками 4 притискаються до сталевих кільців 5, розташованих у зовнішній 6 та внутрішньої 12 кришках сальника. При роботі компресора пружні та сталеві кільця з графітовими вставками, а також обойма зі пружинами обертаються разом із валом, а кришки 6 і

Мал. . Сальники безкрейцкопфних компресорів:

а- Сільфонний;

б- пружинний графіто-сталевий односторонній;

в- пружинний графіто-сталевий двосторонній.

12 з кільцями 5 нерухомі, сталеві кільця, що обертаються, фіксуються планкою 7, а обойма-

(стопорним гвинтом 1. Ущільнення по валу забезпечується фторопластовими кільцями 5, а ущільнення камери сальника - щільністю між рухомими графітовими вставками 4 (кільцями) та нерухомими сталевими кільцями 5. Повна герметичність сальника досягається масляним затвором. У камеру сальника масло подається шестерним насосом, а відводиться по свердлінням у валу до шатунних підшипників. У кришці сальника є перепускний регулюючий клапан 11, що підтримує тиск олії на 0,15-0,2 МПа вище тиску в картері.

Для невеликих валів діаметром до 50 мм застосовують двосторонні графіто-сталеві сальники із загальною концентричною по валу пружиною. У таких сальниках втулку між кільцями не встановлюють.

Багатокамерні сальники з розрізними алюмінієвими та суцільними фторопластовими кільцями.Їх застосовують тільки для ущільнення штоків компресорів крейцкопфних. До складу такого сальника (рис.) входять предсальник та власне сальник.

У корпусі предсальника 5 розміщено чотири розрізні кільця 4, що складаються із трьох частин. На зовнішній поверхні кілець є канавка, в яку вставлена ​​браслетна пружина 3. Внутрішня поверхня кілець точно і чисто оброблена і пружинами притискається до штока.

За корпусом передсальника розташовані три нерозрізні кільця 9 з фторопласту, що чергуються зі сталь, ними (теж нерозрізними) кільцями 8, 10 та 11. При затягуванні гайок 2 еластичні фторопластові кільця щільно прилягають до штока.

Власне сальник складається із п'яти камер. Кожна з них являє собою чавунний корпус (обойму) 1 з алюмінієвим ущільнювачем. 6 і замикаючим кільцем 7. Кільце, що замикає, розрізане радіально на три частини, а ущільнювальне складається з шести частин, які перекривають радіальні прорізи. Ці кільця розрізні, як і кільця передсальника, опоясані браслетними пружинами. Пружина стягує частини кільця розрізу і притискає їх радіально до штока. При такій конструкції щільність саморегулюється, оскільки в міру зношування кільце радіально притискається до штока. При нагріванні штока кільце сальника розширюється, при охолодженні відбувається зворотний процес стиснення кільця внаслідок пружності браслетних пружин.

Розрізні кільця виготовляють із алюмінієвого сплаву. Заготівлі кілець гартують і піддають штучному старінню. Ущільнюючі поверхні кілець ретельно обробляються і притираються до штока, між собою та корпусу камер.

Мал. . Багатокамерний сальник для ущільнення штока компресора типу АТ.

Мастило сальника і штока здійснюється від насоса-лубрикатора через спеціальну втулку-ліхтар.

Камера між сальником та передсальником з'єднується з всмоктувальною стороною компресора. Тому при проникненні парів аміаку з циліндра по сальнику через цю камеру вони відсмоктуються компресором. Таким чином, передсальник знаходиться лише під тиском всмоктування. Призначення предсальника- створити додаткову щільність, запобігти витоку аміаку при зупинці компресора (підтяжкою гайок 2) і попадання в циліндр та сальник простого машинного масла, яким змащують кривошипно-шатунний механізм.

Всмоктувальні та нагнітальні клапани.У холодильних компресорах ці клапани автоматичні, т. с. відкриваються під дією різниці між тисками з двох сторін пластини клапана, а закриваються під дією пружності пластини або пружини.

Основні елементи будь-якого клапана - сідло, пластина, що лежить на сідлі, перекриваючи перетин для проходу, пружина, що притискає пластину до сідла, і направляюча пластини (розетка), яка є обмежувачем підйому пластини над сідлом. У деяких клапанах пружину не встановлюють, тоді застосовують самопружинні пластини. Їх виготовляють із тонколистової пружинної сталі товщиною 0,2-1 мм. Форми пластин клапанів різноманітні.

Рис Клапани непрямоткових хладонових малих компресорів: а-Клапанна кришка;

б - п'ятачковий нагнітальний клапан.

У малих непрямоткових компресорах всмоктувальні та нагнітальні клапани розташовані у верхній частині циліндра клапанній кришці). Клапанна кришка двоциліндрового компресора непрямоточного показана на рис. , а. Всмоктувальні клапани - двосмугові самопружні, нагнітальні - п'ятачкові з пружиною (на кожен циліндр по два п'ятачкові клапани).

Сідлом 2 для всмоктувальних смугових клапанів є сталева накладка з двома пазами, перекритими пластинами, що самопружніють. 3. Накладка притерта до клапанної дошки 1 і закріплена болтами. Напрямною для всмоктувальних клапанів є клапанна дошка, в якій є пази, що відповідають прогину пластин (див. рис. , а, розріз Е-Е).У пазах розташовані буферні пластини 10.

Щоб відкрилися всмоктувальні клапани в циліндрі, створюється деяке зниження тиску порівняно з тиском у всмоктувальній стороні компресора (до 0,03 МПа 0,3 кгс/см 2). Під дією різниці між тисками стрічка, прогинаючись, пропускає пари холодильного агента в циліндр через щілини накладок та отвори в клапанній дошці. При зрівнюванні тисків у циліндрі та всмоктуючої порожнини стрічки, випрямляючись, перекривають щілини накладок.

Нагнітальний клапан відкривається у бік від циліндра, в якому створюється деяке перевищення тиску (до 0,07 МПа 0,7 кгс/см 2) над тиском конденсації. Під дією різниці між тисками пятачкова пластина 5, піднімаючись, стискає робочу пружину 6 і відкриває прохід для пари (рис., б). Стиснута пара виходить з циліндра в нагнітальну порожнину компресора через отвори в клапанній дошці та прорізи в розетці (склянці) 4.

Сідлом нагнітальних клапанів є кільцевий виступ клапанної дошки 1. П'ятачкова сталева пластина 5 притирається і притискається до сідла робочою пружиною 6, розташованої в розетці 4. Крім того, нагнітальні клапани мають буферну пружину 7, встановлену між склянкою 4 і наполегливою траверсою 8 (Рис., б).

При попаданні в циліндр рідкого холодильного агента або значної кількості олії буферна пружина дозволяє збільшити підйом пластини клапана. Робочі та буферні пружини клапана мають загальну напрямну втулку 9. Нагнітальні клапани закриваються під впливом пружності пружин.

У герметичному компресорі ФГ0,7 нагнітальний пластинчастий клапан з притискною пластиною встановлений над клапанною дошкою (рис.). Пластина нагнітального клапана 2 і притискна пластина 1 закріплені консольним гвинтом на клапанній дошці 4. Під дією різниці між тисками пластина 2 піднімається незакріпленим кінцем над клапанною дошкою 4 і пропускає стиснуту пару в нагнітальну порожнину. Клапан закривається під дією пружності пластини клапана 2 та притискної пластини 1. Всмоктуючий клапан 3 язичковий, самопружний.

Мал. . Клапанна дошка

компресора ФГ0.7.

Клапани непрямоткових безкрейцкопфних компресорів середньої та великої продуктивності показані на рис. . Всмоктуючий клапан у цих компресорах має периферійне розташування. Він є кільцевою пластиною 2 (за діаметром більше діаметра циліндра), притиснуту кількома циліндричними крученими пружинами 3 до сідла 1, яким є торець циліндрової гільзи (мал. а).Пружини, що притискають, розміщені в розетці. 4, обмежує підйом пластини на висоту 1,5 мм (при роботі на середотемпературному режимі).

Простір над пластиною повідомляється із порожниною циліндра. Коли тиск в циліндрі знижує, ся, пара з всмоктуючої порожнини, долаючи пружність пріжин, що притискають, піднімає пластину і надходить в робочу порожнину циліндра через зазор між пластиною і торцем циліндрової гільзи. Така конструкція клапанів дозволяє застосувати регулювання продуктивності компресора шляхом віджиму пластин всмоктувальних клапанів. Для цього в кришку встановлена ​​(зовні або всередині) електромагнітна котушка 5 (Рис., б). При включенні струму в котушці утворюється магнітне поле, під дією якого пластина 3 притягується до розетки та відкриває всмоктувальний клапан.

Нагнітальні клапани непрямоткових компресорів середньої та великої продуктивності бувають кільцеві (див. рис., а) та п'ятачкові (див. рис., б).

Однокільцевий нагнітальний клапан складається з сідла 5 кільцевої пластини 6, притиснутою до сідла кількома пружинами 7, і розетки 8 (Див. рис, а). Сідло та розетка скріплені болтом 9. Нагнітальний клапан не скріплений з циліндром, а притиснутий до нього (до верхньої частини розетки всмоктувального клапана) буферною пружиною 10. Буферна пружина забезпечує можливість підйому всього нагнітального клапана на висоту до 5 мм, що забезпечує збільшення площі прохідного перерізу та усуває небажані напруги в клапані та шатунно-

Мал. . Клапани непрямоткових компресорів середньої та великої продуктивності:

а-компресора П80; б - компресора ФУ40РЕ: 1 - сідло всмоктувального клапана: 2 -кільцева пластина;

3 – пружина; 4 - розетка; 5-електромагнітна котушка; 6 - П'ятачковий нагнітальний клапан.

поршневій групі (а також виключає можливість гідравлічного удару) у разі потрапляння в циліндр рідкого холодильного агента або значної кількості олії.

У прямоточних компресорах найбільш поширені пластинчасті смугові самопружні клапани (рис.). Всмоктують клапани розташовані в днищі поршня, а нагнітальні - у внутрішній кришці циліндра. Сідла 1 та напрямні розетки 2 клапанів мають поздовжні пази для проходу пари. Пази в сідлах перекриваються смуговими пластинами 3. Під дією різниці між тисками пластини, прогинаючись у бік розеток 2, створюють поздовжні щілини для проходу пари. Крім прогину пластини мають вертикальне піднесення на 0,2-0,4 мм, що забезпечує більший переріз для проходу пари. Клапан закривається внаслідок пружності пластини, що прагне прийняти прямолінійну форму, та зворотного тиску пари. Самопружні смугові клапани мають великий прохідний переріз і надійну щільність. Смужні клапани застосовують також у горизонтальних крейцкопфних компресорах.

Сідла та розетки клапанів виготовляють з вуглецевої сталі з термічною обробкою, а також з високоякісного чавуну, пластини самопружних клапанів - зі сталевих пружинних термооброблених стрічок 70С2ХА або У10А товщиною 0,2-1 мм. Для виготовлення пружин клапанів застосовують дріт ІІ класу. Пластини клапанів притирають до сідла.

Мал. . Клапани смугові самопружні.

а- Всмоктувальні; б - нагнітальні: 1 – сідло; 2-розетка; 3-пластина смугового клапана; 4 - гвинт кріплення,

Вимоги до клапанів - максимальний прохідний переріз при мінімальному мертвому просторі, своєчасна посадка на сідло, щільність клапанів як при роботі, так і при зупинці компресора, довговічність роботи (для малих машин до 10 000 год, для великих і середніх до 3000 год ). Щільність клапанів вважають задовільною, якщо після зупинки компресора, що працює при тиску нагнітання 0,8 МПа 8 кгс/см 2 і всмоктування 0,053 МПа 400 мм рт. ст., підвищення тиску на всмоктувальній стороні компресора не перевищуватиме 0,00133 МПа ≈10 мм рт. ст. за 15 хв.

Запобіжні клапани.Їх застосовують для захисту механізму руху компресора від перевантаження, а також для захисту компресора від аварії при надмірному підвищенні тиску нагнітання. Тиск може підвищитися, наприклад, при пуску компресорів із закритим нагнітальним вентилем або за відсутності охолоджувальної води в конденсаторі. Запобіжний клапан встановлюють на лінії, що з'єднує нагнітальну сторону з всмоктувальною, до запірних вентилів (рис.).

Мал. . Клапани запобіжні: а- кульковий; 6 - Наєрстковий.

При роботі компресора запобіжний клапан повинен бути закритий, але якщо в циліндрі компресора тиск стане вищим за допустимий, то запобіжний клапан відкриється і пара з нагнітальної сторони перейде на всмоктувальну. Це припинить підвищення тиску та виключить можливість аварії. Тиск відкриття запобіжного клапана залежить від розрахункової різниці між тисками р до -р о . Для компресорів останньої серії різниця між тисками при відкритті запобіжних клапанів 1,7 МПа, а для попередніх серій компресорів 1 МПа при роботі на R12 та 1,6 МПа - на R717 та R22.

Найбільш поширені пружинні запобіжні клапани кулькові (мал. а)і наперсточні (рис., б). У клапанах пружина 7 розрахована на граничну різницю між тисками компресору. Коли різницю між тисками перевищує допустиму, пружина скорочується. Клапан 3 відходить від сідла 1, утворюючи кільцевий отвір, через який холодильний агент проходить із порожнини нагнітання. 8 в порожнину всмоктування 2. У міру вирівнювання тиску клапан закривається. Наперсткові клапани з кільцем ущільнювача 9 з маслотеплостійкої гуми створюють надійніше ущільнення.

До установки на компресор клапани регулюють пробкою 5, вкрученою в склянку 6, і відчувають повітрям на задану різницю між тисками відкриття та закриття, а також щільність посадки на сідло (останнє випробування проводять під водою). Після випробування клапан пломбують (пломба 4).

Запобіжні клапани ставлять лише на компресорах середньої та великої продуктивності. У малих компресорах захист від надмірного підвищення тиску нагнітання здійснюють лише автоматичні прилади.

Пристрій для мастила.Для зменшення нагріву і зносу частин компресора, що рухаються, і зниження витрати енергії на тертя, а також для створення додаткової щільності в сальниках, поршневих кільцях і клапанах застосовують мастило компресора. Частини компресорів, що труться, змащують спеціальними мінеральними або синтетичними маслами, що мають високу температуру спалаху і низьку температуру застигання.

Олія ХФ-12-18, що має температуру спалаху не нижче 160 ° С і застигання не вище -40 ° С, використовують для змащення компресорів, що працюють на R12 і R142, масло ХФ-22-24 і ХФ-22с-16 (синтетичне) з температурами спалаху відповідно 125-225 ° С і застигання -55 ° С -58 ° С - для компресорів на R22, а масла ХА, ХА-23 і ХА-30, що мають температури спалах 160-180 ° С і застигання -40 ÷-38 - для змащування аміачних компресорів, Остання цифра в марці олії відповідає в'язкості в їжу. У крейцкопфних компресорах для змащення відкритого кривошипно-шатунного механізму застосовують індустріальне масло 50 (машинне СУ).

Мал. . Схема мастила безкрейцкопфного компресора із зовнішнім приводом.

У компресорах застосовують дві системи мастила: розбризкуванням (безнасосну) та примусову під тиском, що створюється масляним насосом. Резервуаром для олії в безкрейцкопфних компресорах є картер, в крейцкопфних - окрема олійна збірка.

Безнасосне мастило застосовують у малих компресорах із зовнішнім приводом. Головки шатунів або противаги колінчастого валу занурюють у масляну ванну картера, і при обертанні їх масло розбризкується (барботажне мастило), або рівень масла підтримують по центру колінчастого валу (затоплене мастило).

У герметичних малих компресорах застосовують примусове мастило: при вертикальному розташуванні валу -під дією відцентрових сил (див. рис.), що виникають при обертанні валу, при горизонтальному - від ротаційного насоса. У середніх і великих компресорах використовують примусове змащення зазвичай від шестерні насоса. Тиск олії підтримують на 0,15-0,2 МПа вище тиску в картері компресора. Шестерні насоси розташовують в кришці картера (незатоплений насос) і в картері під рівнем масла (затоплений насос). У першому випадку привід здійснюється безпосередньо від валу, у другому – за допомогою пари косозубних або циліндричних шестерень.

На рис. показана система мастила безкрейцкопфного компресора з затопленим шестерним насосом. Насос 1 забирає масло з картера через сітчастий фільтр-огорожу 4 (грубий очищення) та магнітні стрижні 5, що затримують металеві елементи зносу. Під напором масло подається через сітчастий фільтр тонкого очищення 3 у порожнину сальника 6, а в безсальниковому компресорі - у хибний підшипник. Далі масло каналами, просвердленим у валу, надходить до підшипників 7 нижніх головок шатунів. Верхні головки шатунів змащуються розбризкуванням олії, що виходить із торцевих зазорів нижніх головок. Таким же способом змащуються циліндри, поршні, поршневі кільця та корінні підшипники.

У масляній системітиск підтримується на 0,15-0,2 МПа (1,5-2 кгс/см2) за допомогою регулюючого клапана 2, вбудованого у фільтр тонкого очищення. При різкому підвищенні тиску клапан 2 скидає олію в картер. Контроль за рівнем масла в картері здійснюють візуально по олійному склі. Допустимі коливання рівня в межах скла.

У деяких компресорах, що працюють на аміаку, олію охолоджують. Для цього на бічних кришках картера передбачають водяні сорочки або включають в систему мастила виносні олії-водоохолоджувачі (після фільтра тонкого очищення). У компресорах, що працюють на хладонах, навпаки, іноді передбачають підігрів олії в картері (електронагрівачем) перед пуском компресора. При підігріві випаровується хладон, що розчинився в маслі під час тривалої стоянкищо виключає спінювання масла під час пуску компресора. При спінюванні масла порушується робота масляного насоса і відбувається віднесення олії з компресора до системи холодильної машини.

Крейцкопфний горизонтальний компресор має дві самостійні системи змащення:

система змащення циліндра та сальника олією ХА, Х-23, Х-30;

система змащування кривошипно-шатунного механізму олією індустріальне 50.

До циліндра і сальника масло подається багатоплунжерним насосом-лубрикатором, який приводиться в рух від торця колінчастого валу через знижувальний редуктор або від спеціального електродвигуна.

Кривошипно-шатунний механізм має також примусове мастило від шестерного насоса, який приводиться в рух від валу компресора або від спеціального електродвигуна. Насосом масло забирається з маслозбірника і під тиском прямує до місць мастила, а потім знову стікає в маслозбірник. У маслозбірнику або перед ним розташовані фільтри грубої очистки, на стороні нагнітальної насоса- фільтр тонкої очистки. Олія охолоджується в маслоохолоджувачі кожухотрубного типу, який встановлюють над фільтром тонкого очищення.

ПОРШНЕВІ КОМПРЕСОРИ

p align="justify"> При проектуванні та виготовленні сучасних компресорів передбачають максимальну уніфікацію та стандартизацію конструкцій, тобто. створення однакових вузлів і деталей для компресорів з неоднаковою холодопродуктивністю і працюючих на різних холодильних агентах. Уніфікація та стандартизація конструкцій значно полегшують організацію серійного виробництва, знижують собівартість виробництва та ремонту.

Як уніфіковані вузли та деталі використовують картери або блок-картери, вали, шатуни, поршні, поршневі пальці, поршневі кільця, клапани, сальники, масляні насоси. Максимально уніфіковані компресори з однаковим перебігом поршня. Промисловістю випущені ряди компресорів для роботи на аміаку та хладонах з ходом поршня 50, 70 та 130 мм. Різні діаметри та кількість циліндрів, а також різна частота обертання валу компресора зумовлюють різну холодопродуктивність компресорів. Основні показники цих уніфікованих одноступеневих компресорів наведено у табл. .

Позначення в марці компресорів такі: Ф - фреоновий - хладоновий, А - аміачний, В - вертикальний, У-У-подібний, УУ - віялоподібний, БС - безсальниковий, Г - герметичний, цифри за буквами-холодопродуктивність (в тис. ккал/год ); літери за цифрами – РЕ – з електромагнітним регулюванням продуктивності. У табл. значення холодопродуктивності та споживаної потужності, зазначені в дужках, відносять до компресорів, що працюють на хладонах, марка яких також поставлена ​​в дужки, наприклад (22ФВ22 і т. п).

Компресори (див. табл.) розраховані на різницю між тисками на поршень р до -р 0 не більше 0,8 МПа ≈8 кгс/см 2 (для R12) та 1,2 МПа ≈12 кгс/см 2 (для R22 та R717) і на тиск у конденсаторі не більше 1,6 МПа.

В основу проектування та виготовлення нових серій компресорів покладено створення універсальних конструкцій для роботи на різних холодильних агентах зі ступінчастим регулюванням холодопронзводності. Передбачено зменшення маси, габаритних розмірів, збільшення частоти обертання валу до 25-50 з -1 (1500-3000 об/хв), підвищення максимального тиску в конденсаторі (до 2,0 МПа?20 кгс/см 2), різниці між тисками на поршень (до 1,7 МПа ≈17 кгс/см 2) та ступеня стиснення (до 20). Розширений діапазон продуктивності герметичних та безсальникових компресорів. Передбачено використання гвинтових компресорів у великому діапазоні продуктивності.

Технічна характеристика одноступінчастих поршневих безкрейцкопфних компресорів цієї серії наведена у табл. . Позначення в марці компресорів такі: П- поршневий, ПБ- поршневий безсальниковий, цифри за літерами - холодопродуктивність (в тис. ккал/год) за стандартного режиму.

У табл. дані два уніфікованих ряду компресорів з ходом поршня 66 і 82 мм, розрахованих для роботи на різних холодильних агентах. Ряд компресорів середньої продуктивності з перебігом поршня 66 мм замінить компресори попередньої серії з перебігом поршня 70 мм, ряд із перебігом поршня 82 мм - великі компресори з перебігом поршня 130 мм (див. табл.).

Компресори з перебігом поршня 50 мм (див. табл.) при вдосконаленні конструкції залишаться в ряду сучасних.

Особливу групу становлять малі герметичні компресори, технічна характеристика яких наведено у табл. .

Одноступінчасті компресори

Малі компресори. Ці компресори безкрейцкоп-фні, непрямоткові, простої дії. Вони розраховані до роботи на R12, R22, R142, R502. Виконують їх із зовнішнім приводом та сальниковим ущільненням валу, безсальниковими та герметичними. Компресори застосовують у торгових агрегатах, транспортних установках, автономних кондиціонерах та домашніх холодильниках.

Компресори із зовнішнім приводом та сальниковим ущільненням валу.Це дво- і чотирициліндрові компресори з вертикальним та У-подібним розташуванням циліндрів з діаметром 40 та 67,5 мм та ходом поршня 45 та 50 мм. Блоки циліндрів знімні, охолодження повітряних циліндрів. Вал компресора двоопорний з частотою обертання до 24 с -1 , приводиться в рух електродвигуном за допомогою клинопасової передачі або при безпосередньому з'єднанні через муфту. Привідний кінець валу ущільнять сильфонним або пружинним сальником з парою тертя графіт - сталь, бронза - сталь або сталь по сталі. Мастило барботажне.

Компресор 2ФВ-4/4,5, який вбудовують в агрегати ФАК-0,7, ФАК-1,1 та ФАК-1,5, показаний на рис. . Це вертикальний двоциліндровий непрямотковий компресор, діаметр циліндра 40 мм, хід поршня 45 мм, стандартна холодопродуктивність 0,815, 1,28 та 1,75 кВт (0,7, 1,1 та 1,5 тис. ккал/год) при частоті обертання 7 ,5, 10,8 та 16,7 з -1 (450, 650 та 950 об/хв). Різна частота обертання валу компресора досягається установкою маховиків різного діаметра та відповідних електродвигунів.

Мал. . Компресор 2ФВ-4/4,5.

Циліндри 6 компресора відлиті окремим блоком, колінчастий вал 2 з противагами 10 спирається на бронзові підшипники 3. Для встановлення валу у картера 5 передбачена знімна кришка 4. Шатуни 1 сталеві, штамповані з нижньою роз'ємною головкою. Вал ущільнюють двостороннім сильфонним сальником 11. Змащення компресора здійснюється розбризкуванням. Всмоктують язичкові 7 і нагнітальні п'ятачкові 8 клапани компресора 2ФВ-4/4,5 розташовані і на клапанній дошці, жорстко скріпленій з корпусом циліндра на прокладках із спеціальної гуми. Поршень 9 має три ущільнювальні кільця. У нижній частині поршня зроблено дві маслозлизуючі канавки. Двоциліндровий вертикальний непрямотковий компpeccop ФВ6 показаний на рис. . Стандартна холодопродуктивність компресора 5,5-7 кВт (4,7-б тис. ккал/год) за частоти обертання валу 16-24 з -1 . Діаметр циліндра 67,5 мм. Хід поршня 50 мм.

Мал. . Мал. 39. Компресор ФB6:

1 – картер; 2 - блок циліндрів; 3 -шатун із поршнем;

4 - Клапанна дошка; 5 – кришка циліндрів; б -колінчастий вал; 7-підшипник задній;

5 – підшипник передній;

9 - корпус підшипника;

10 - передня кришка;

11 – сальник.

Картер компресора ФВ6 відлитий окремо від блоку циліндрів, який приєднаний до картера за допомогою фланця шпильками. На зовнішній поверхні циліндра є ребра, що сприяють охолодженню повітрям. Фланець для кріплення циліндрів штучно розширений, так як вал компресора, зібраний з кривошипно-шатунним механізмом, вводиться в картер через фланець.

У ал двоколінчастий сталевий штампований спирається на підшипники кочення (кулькові та роликові). Шатуни сталеві, штамповані, двотаврового профілю Нижня роз'ємна головка шатуна залита бабітом, а у верхню запресована бронзова втулка. З поршнем шатун з'єднаний плаваючим поршневим пальцем, який утримується від осьового переміщення кільцями, що пружинять, вставленими в спеціальні канавки тіла поршня. Поршень алюмінієвий, має два кільця ущільнювачів і одне маслознімне.

Всмоктувальні клапани смугові, самопружні, нагнітальні - п'ятачкові з пружинами (див. рис.). Сальник односторонній графіто-сталевий пружинний. Мастило барботажне.

Графічна характеристика компресора ФВ6, працюючого на R12 і R22, жінки на рис. .

Мал. . Графічна характеристика компресора ФВ6.

Сальниковий чотирициліндровий У-подібний непрямотковий компресор ФУ 12 (рис.) має стандартну холодопроизводительность 14 тис. Вт (12 тис. ккал/год) при частоті обертання валу 24 с-1 (1440об/хв). Він побудований на одній базі із компресором ФВ6. (Хід поршня 50 мм, діаметр циліндра 67,5 мм.) До картера компресора кріплять два блоки, у кожному з них по два циліндри. Вал двоколінчастий. На шийках валу встановлюють по два шатуни. Блоки циліндрів, шатуни, поршні та клапани такі ж, як і у компресора ФВ6. Сальник пружинний, графіто-сталевий, двосторонній. Змащення компресора примусове від шестерного насоса, встановленого в кришці картера. Привід компресора через клинопасову передачучи безпосередньо через муфту.

Мал. . Сальниковий чотирициліндровий У-подібний непрямоточний компресор ФУ12:

1 – картер; 2 - блок циліндра; 3 - торцевий шестерний масляний насос; 4 - колінчастий вал; 5 - шатун; 6- поршень; 7, 10 - Всмоктувальні клапани; 8, 12 - нагнітальні клапани; 9 - сальник ущільнення валу з графітними та сталевими кільцями тертя; 11 – газовий фільтр.

Безсальникові компресори.Ці компресори разом із електродвигуном укладені у загальному кожусі, а ротор електродвигуна закріплений безпосередньо на валу компресора консольно. У компресорі сальника немає. Для доступу до електродвигуна та механізму компресора корпус безсальникового компресора має знімні кришки.

Безсальникові компресори.Ці компресори разом із електродвигуном укладені у загальному кожусі, а ротор електродвигуна закріплений безпосередньо на валу компресора консольно. У компресорі сальника немає. Для доступу до електродвигуна та механізму компресора корпус безсальникового компресора має знімні кришки.

Безсальникові компресори більш надійні в експлуатації, можуть працювати при підвищеній частоті обертання валу, зменшені габаритні розміри і менш шумні в роботі.

Двоциліндровий безсальниковий компресор з вертикальним розташуванням циліндрів ФВБС6 показаний на рис. . Стандартна холодопродуктивність компресора при роботі на R12 7 кВт (6 тис. ккал/год) при 24 с -1 діаметр циліндра 67,5 мм, хід поршня 50 мм. Чавунний блок-картер має циліндрові знімні гільзи. Вал двоколінчастий, сталевий, штампований, з двома підшипниками кочення. Ротор трифазного електродвигуна закріплений на валу компресора консольно. Поршні алюмінієві компресора з двома ущільнювальними і одним маслознімним кільцями. Шатуни штамповані з нероз'ємною верхньою та роз'ємною нижньою головками. Нижня головка зі змінними тонкостінними вкладишами. Клапани всмоктувальні смугові, самопружні, нагнітальні - п'ятачкові, навантажені пружинами. Клапани змонтовані на спільній клапанній плиті. На картері, корпусі електродвигуна та верхній частині циліндрів передбачені знімні кришки.

Мал. . Безсальниковий двоциліндровий фреоновий компресор ФВБС6:

1 - блок-картер; 2-колінчастий вал;

3 - шатун; 4-поршень; 5 - циліндрова гільза; 6 - Нагнітальний клапан;

7 - Всмоктуючий клапан; 8 - кришка циліндрів; 9 - статор електродвигуна; 10 - ротор; 11 - маслорозризгуючий диск; 12 - кришка; 13 - трубка для подачі олії; 14 - масляний сальник;

15-всмоктуючий вентиль; 16 - фільтр газовий; 17 - оглядове скло.

Всмоктуючий патрубок встановлюють на корпусі статора, і пара холодильного агента з випарника проходить через електродвигун, а потім в циліндр, в ре-(ультаті чого охолоджується обмотка електродвигуна і зменшується його номінальна потужність. Електродвигун виготовлений з матеріалів, стійких до хладону і мастила. Змащування компресора барботажна.

У безсальникових компресорах більшої продуктивності (ФУБС 12, ФУУБС 25, ФУБС 40) мастило комбіноване. Шатунні шийки змащуються від затопленого шестерного масляного насоса, а циліндри, поршні, поршневі пальці і корінні підшипники - розбризкуванням. Контроль за рівнем масла в картері низуальний через оглядове скло в картері.

Герметичні компресори.Нині холодопродуктивність цих компресорів до 3,2 кВт (до 2,8 тис. ккал/год). Їх застосовують у торгових агрегатах, автономних кондиціонерах та домашніх холодильниках.

Діапазон холодопродуктивності для герметичних компресорів передбачається розширити до 12 кВт (див. табл.).

Герметичні компресори розраховані до роботи на R12, R22, R142, R502. Ці компресори разом із електродвигунами розміщені у загальному герметично закритому кожусі. На відміну від безсальникових корпус герметичних компресорів немає роз'ємів. Ці компресори компактні, мають велику надійністьі малошумні у роботі.

Герметичні компресори виконують з вертикальним валом та горизонтальним розташуванням циліндрів, з горизонтальним валом та вертикальним розташуванням циліндрів. Електродвигуни застосовують три- та однофазні.

Найбільш поширений герметичний компресор ФГ0,7 зі стандартною холодопродуктивністю (при роботі на R12) 815 Вт (700 ккал/год) при частоті обертання 24 -1 (1440 об/хв) показаний на рис. . Компресор з електродвигуном розташований у сталевому завареному кожусі.

Мал. . Герметичний компресор ФГ0,7-3.

Компресор ФГ0,7 двоциліндровий, непрямотковий, має вертикальний ексцентриковий вал і два горизонтально розташовані циліндри. Кут між осями циліндрів 90 °. Діаметр циліндра 36 мм, перебіг поршня 18 мм. Корпус компресора 11 відлитий разом із циліндрами із сірого антифрикційного чавуну та укріплений у нижній половині кожуха на трьох пружинних підвісках. Бронзові шатуни 12 з нероз'ємними головками одягнені на загальну шатунну шийку ексцентрикового валу 10. Противаги 16 прикріплені до валу гвинтами. Поршні 2 сталеві, без поршневих кілець з канавками. Ущільнення між поршнем і циліндром досягається підвищеною точністю обробки, зменшенням

Мал. . Схема мастила герметичного компресора ФГ0,7.

зазорів шляхом селективного підбору деталей Поршневі пальці 15 сталеві з латунними заглушками по торцях.

Пластинчасті (пелюсткові) всмоктувальні та нагнітальні клапани встановлені на сталевій клапанній дошці. Головка циліндра 3 розділена на дві порожнини та прикріплена до циліндра шпильками на паронітових прокладках.

Змащення компресора примусове (рис.). З нижньої частини кожуха масло подається до частин, що труться, по двох вертикальних каналах у валу. По одному З каналів масло виходить до шатунів, а по іншому - до верхньої корінної шийки валу. Канали з'єднані радіальними отворами із коротким центральним каналом. Олія рухається під дією відцентрової сили, що виникає при обертанні валу.

Трифазний двигун потужністю 0,35 кВт з частотою обертання 25 с -1 (1500 об/хв). Статор 9 (Див. рис.) запресований у верхню частину корпусу компресора, ротор 8 закріплений на верхньому кінці валу. Електродвигун виготовлений з матеріалів, стійких до хладону та олії. Крильчатка 6, встановлена ​​на верху ротора, сприяє охолодженню двигуна. Компресор з електродвигуном у кожусі спирається на три пружинні опори 17. На верхній частині кожуха 7 розташований всмоктуючий запірний вентиль 5. Спочатку пap R12 надходить у кожух, внаслідок чого електродвигун охолоджується, а потім компресор по двох вертикальних всмоктувальних трубках 4. Стиснута пара виходить через глушник 13 , розташований у корпусі компресора між циліндрами, нагнітальний трубопровід до вихідного штуцера 14.

У нижній частині кожуха знаходяться контакти та клемова панель для перемикання обмотки електродвигуна, а також реле теплового захисту, включені у дві фази двигуна. Електродвигун компресора розрахований на напругу 127 та 220 або 220 та 380 В.

Герметичні компресори випускають у трьох виконаннях залежно від температурного режиму роботи та холодильного агента (табл.).

Технічна характеристика уніфікованого ряду герметичних компресорів наведена у табл.

Герметичні компресори з винесеним статором і екранованим ротором більш надійні в роботі і зручні в ремонті. Вони обмотка двигуна не стикається з хладоном і маслом. Між ротором 3 та статором 4 розташований екран 2 з нержавіючої сталі завтовшки 0,3 мм.

Мал. . Герметичний компресор ФГ0,7 з винесеним статором та екранованим ротором:

1-щиток; 2 - Екран; 3 - Ротор; 4 - статор; 5 - обойма; б - верхній кожух компресора; 7 – нижній кожух компресора; 8 - Клемна коробка з тепловим захистом; 9 - кріплення статора.

У холодильних машинах для домашніх холодильних шаф застосовують герметичні непрямоткові компресори з вертикальним та горизонтальним валом.

Герметичний одноциліндровий компресор ФГ0,14 (рис.) з горизонтальним валом та вертикальним циліндром призначений для холодильної машини домашнього холодильника ЗІЛ-Москва. Діаметр циліндра 27 мм, хід поршня 16 мм, частота обертання валу 25 с" 1 . t о=-15°С та tДо = 30 ° С 165 Вт (140 ккал / год). Номінальна потужність електродвигуна 93 Вт. Герметичний компресор без кожуха та статора показаний на рис. , а. Вал 1 сталевий, одноколінчастий, двоопорний. Шатун чавунний з нижньою роз'ємною головкою без вкладиша. Поршень 3 сталевий, без кілець, з двома канавками. Поршневий палець 2 фіксується в поршні за допомогою клина та пружини. Пружне кріплення пальця забезпечує безшумність роботи. Квадратна пластина всмоктувального клапана 4 (Рис., б)

Мал. 46. ​​Компресор ФГ0,14: а- компресор; б- клапанна група; в-система змазки.

затиснута по контуру між кришкою 8 та циліндром. Пара надходить у циліндр по всмоктувальній трубці 11 і отворам по колу розточування в кришці. Кругла пластина нагнітального клапана 6 перекриває отвори у сідлі 5, яке з'єднане з кришкою 8 заклепкою 7. Стиснута пара виходить через нагнітальний клапан і трубку 12. До трубок 11 12 приварені глушники. Змащення примусове від ротаційного насоса (рис. , в).Ротором насоса є ексцентричне виточення на валу компресора, а корпусом - вкладиш підшипника 13. З нижньої частини кожуха олія подається до підшипників. 13 і 14, а потім через редукційний клапан 15 у канавку, зроблену за утворюючим циліндром. На виступаючому кінці валу закріплений ротор 9 (див. рис. , а)з противагою 10, Електродвигун компресора спеціального виконання: змінного струму, асинхронний, однофазний з пусковою обмоткою та короткозамкненим ротором. Компресор з електродвигуном розміщений у герметичному кожусі. Компресор встановлюють на пружинних підвісках (віброізолятор).

Герметичні компресори заповнюють хладоном та олією на заводі-виробнику. Кожух компресора можна розкривати тільки на заводі або спеціальних цехах з ремонту герметичних машин.

Мал. Непрямотковий безсальниковий шестициліндровий компресор ПБ60

Середні компресори.До цієї групи відносять компресори останньої серії з ходом поршня 66 мм, діаметром циліндра 76 мм, стандартною холодопродуктивністю від 25 до 90 кВт (див. табл. 6) та компресори попередніх серій з ходом поршня 70 мм, діаметром циліндра 101,6 і 8 88 мм (див. табл.). Усі компресори середньої продуктивності безкрейцкопфні, блок-картерні, простої дії.

Компресори з ходом поршня 66 мм непрямоточиві, поршневі, безсальникові (ПБ40, ПБ60, ПБ80) та із зовнішнім приводом - сальникові (П40, П60, П80), з числом циліндрів 4, 6 і 8. Вони випускаються в універсальному виконанні, т. . для роботи на різних холодильних агентах (R12, R22 та аміаку) та в різних температурних режимах: високотемпературному ( t о= = + 10÷-10°С), середньотемпературному (-5÷-30°С) та низькотемпературному (-20÷-40° С) при різниці тисків p до - p о ДО 1,7 МПа.

Компресори з ходом поршня 70 мм всі сальникові з числом циліндрів 2, 4 і 8. Їх виготовляють двох типів: прямоточні з діаметром циліндра 81, 88 мм, розраховані для роботи на R12, R22 та аміаку, і непрямоткові з діаметром циліндра 101,6 , розраховані до роботи лише з R12.

Непрямотковий шестициліндровий безсальниковий компресор ПБ60 холодопродуктивністю при стандартному режимі 62,5 кВт (на R22) при частоті обертання 25 з -1 показаний на рис. .

Чавунний блок-картер 3 має відокремлені кришки та внутрішню перегородку 7, що відокремлює порожнину всмоктування від картера. У блок-картері встановлені чавунні циліндрові гільзи 5, Вал 2 двоколінний, сталевий, штампований, з противагами. На кожній шийці встановлено три головки шатунів. На консольному кінці валу закріплений ротор 11 електродвигуна. Статор 10 запресований у задній кришці блок-картера, на якій встановлені всмоктуючий вентиль та газовий фільтр 9. Пар, що надходить у компресор, обтікає обмотку статора, охолоджуючи її. Вал спирається на два підшипники кочення, причому з боку вбудованого електродвигуна підшипник, що плаває, самовстановлюється. Шатуни 4 сталеві, штамповані, з косим роз'ємом у нижній головці і з тонкостінним взаємозамінним вкладишем. У верхню нероз'ємну голівку запресовано дві бронзові втулки. Поршні 6 алюмінієві з двома ущільнювальними та одним мас-знімальним кільцями. Олійне кільце встановлено відразу за ущільнювальними. Поршень має особливу форму, що відповідає розташування клапанів, що обумовлює мінімальний мертвий простір. З шатуном поршень з'єднаний поршневим пальцем, що плаває. Всмоктувальні 12 та нагнітальні 14 клапани кільцеві пружинні. Всмоктуючий клапан розташований периферійно, його сідлом є торець циліндричної гільзи. Нагнітальний клапан, розташований над циліндром, не закріплюється, а притискається буферною пружиною 13 до розетки всмоктувального клапана. Висота підйому пластини клапана, що всмоктує, при роботі на низькотемпературному режимі становить 1,5 мм, а на середньотемпературному і плюсовому - 2 мм. Змащення примусове від шестерного насоса 1. Масло забирається насосом через фільтр грубої очистки 15 і під натиском направляється через фільтр тонкої очищення до помилкового підшипника 8 розташованому з боку електродвигуна, а потім по свердлінням у валу до нижніх головок шатунів. Верхні головки шатунів, циліндри, поршні та корінні підшипники змащуються розбризкуванням. Компресор має запобіжний клапан.

Мал. . Прямоточний чотирициліндровий компресор АУ45 (22ФУ45);

1 – блок-картер; 2 - Гільза циліндра; 3 - Прямоточний поршень; 4 - водяна сорочка циліндрів;

5 - нагнітальний п'ятачковий клапан; 6 - Всмоктувальний смуговий клапан; 7 - затоплений масляний насос; 8 - масляний фільтр; 9 - фільтр тонкого очищення; 10 - колінчастий вал; 11 – сальник.

Безсальникові компресори ПБ40 та ПБ80 відрізняються від ПБ60 кількістю циліндрів та розміром електродвигуна. У компресорах з сальниковим ущільненням валу П40, П60 і П80 електродвигун винесений з блок-картера компресора, а кінець вала, що виступає, ущільнюється графіто-сталевим двостороннім маслозатопленим сальником.

Сальникові компресори цього ряду розраховані для роботи на хладон і аміаку, а безсальник - тільки на хладон. У компресорах, призначених для роботи на аміаку і в низькотемпературному режимі на R22, передбачають водяне охолодження кришок циліндрів і бічних кришок картера. Холодопродуктивність компресорів цього ряду може регулюватися шляхом віджиму пластин всмоктувальних клапанів.

Прямоточний компресор середньої продуктивності АУ45 (22ФУ 45) показано на рис. 48. Компресор чотирициліїдровий У-образій, стандартна холодопродуктивність при роботі на аміаку 37-56 кВт (32-48 тис. ккал/год) при частоті обертання 16-24 з -1 . У блок-картері компресора встановлені змінні гільзи із внутрішнім діаметром 81,88 мм. Хід поршня 70 мм. Блок-картер має знімні кришки для доступу до кривошипно-шатунного механізму, масляного насоса та клапанів. В одній із бічних кришок є оглядове вікно для спостереження за рівнем олії в картері. Циліндри мають водяну сорочку, що охолоджує. Поршні чавунні, прохідні, тронкового типу, з двома кільцями ущільнювачів і одним маслознімним (у нижній частині).

У змоктувальні клапани, смугові, самопружні, розташовані в днищі поршня, а нагнітальні клапани групові п'ятачкові з пружинами - в хибній кришці, притисненої до циліндра буферною пружиною. Шатуни сталеві мають верхню нероз'ємну голівку та нижню з косим роз'ємом. У верхню голівку запресовують бронзову втулку, а в нижню - тонкостінний бабітовий вкладиш. Вал двоколінчастий з противагами має подовжені шийки, на які встановлюють по дві голівки шатунів. Підшипники роликові, бочкоподібні, самовстановлюються. Сальник пружинний, графіто-сталевий, двосторонній. Змащення сальника та шатунних підшипників здійснюється від затопленого шестерного насоса. Поршень з поршневим пальцем, циліндр та підшипники валу змащуються розбризкуванням. У компресорі є наперсточний запобіжний клапан.

Інші компресори цього ряду, що працюють на аміаку (АВ22 і АУУ90), відрізняються від компресора АУ45 кількістю та розташуванням циліндрів, інші вузли та деталі у них однакові.

Компресори 22ФВ22, 22ФУ45 та 22ФУУ90, що працюють на хладонах, відрізняються від відповідних аміачних тільки спеціальною хладоновою арматурою.

Великі компресори.До компресорів цієї групи відносять безкрейцкопфні та крейцкопфні.

Безкрейцкопфні компресори. Ця група включає безкрейцкопфні сальникові компресори з ходом поршня 82 мм, діаметром циліндра 115 мм (див. табл. 6) холодопродуктивністю 90-260 кВт, розраховані для роботи на аміаку і хладонах, і компресори з ходом поршня 130 мм див. таблицю 5). Останні випускають двох типів: для роботи на аміаку та R22 з діаметром 150 мм та для роботи тільки на R12 з діаметром 190 мм.

Великі безкрейцкопфні компресори нової серії (див. табл.) всі непрямоточні, блок-картерні, з числом циліндрів 4, 6 і 8, а компресори попередніх серій (див. табл.) всі прямоточні, блок-картерні, з числом циліндрів 2, 4 та 8.

Непрямотковий, одноступінчастий восьмициліндровий безкрейцкопфний компресор П220 показаний на рис. . Стандартна холодопродуктивність компресора, що працює на аміаку, 266 кВт (230 тис. ккал/год) при частоті обертання 24,7 -1 , хід поршня 82 мм, діаметр циліндра 115 мм.

Блок-картер 1 відлито з чавуну. Порожнина всмоктування відокремлена від порожнини картера перегородкою 2. У ній є отвори 8, за допомогою яких зрівнюється тиск у картері та порожнини всмоктування. У блок-картері встановлені чавунні циліндрові гільзи 4 (По ковзній посадці). Вони мають два посадкові пояски. Верхній торець гільзи є сідлом всмоктувального клапана.

Всмоктувальні 5 та нагнітальні 6 клапани одно-кільцеві, пружинні. Кришка, в якій розміщений нагнітальний клапан, не закріплена, а притиснута до розетки клапана, що всмоктує, буферною пружиною, що дозволяє кришці підніматися при попаданні рідини в циліндр.

Мал. . Мал. . Залежність холодопродуктивності Q o та ефективної потужності на валу компресора П220 від температури кипіння t 0 при різних температурах конденсації t K.

Поршні 7 алюмінієві з двома употнітельними та одним маслознімним кільцем (у нижній частині). Для зменшення мертвого простору верхня частина поршня має спеціальну форму, що відповідає формі клапанів. Кільця поршневі пластмасові з експандерами зі сталевої стрічки. Шатуни 3 сталеві, штамповані. Нижня головка має косий роз'єм. У неї встановлений тонкостінний біметалічний вкладиш із антифрикційним шаром із алюмінієвого сплаву. Затягування шатунних болтів здійснюється через бічні вікна блок-картера. Шатун з поршнем з'єднаний пальцем поршневим, запресованим в поршні (при рівномірному нагріванні до 80-100°С). Шатун легко провертається навколо поршневого пальця та переміщається по осі. Вал 9 двоколінний з противагами, відштампованими разом з валом, має подовжені шийки, на яких встановлено чотири головки шатунів. Сальник 10 пружинний, графіто-сталевий, двосторонній, маслозаповнений. Змащення сальника та нижніх головок шатунів здійснюється під тиском від топленого шестерного насоса 13. Олія, що засмоктується через сітчастий фільтр грубої очистки 12, подається через фільтр тонкого очищення 11 спочатку в порожнину сальника, а потім по свердлінням у валу до шатунних підшипників. Корінні підшипники, верхні головки шатунів, поршні та циліндри змащуються розбризкуванням. Компресор має запобіжний клапан, який при різниці між тиском 1,7 МПа з'єднує сторону нагнітання зі стороною всмоктування.

Г рафічна характеристика компресора П220 дано на рис. .

Компресори П110 та П165 відрізняються від компресора П220 кількістю циліндрів. Висота підйому пластин всмоктувальних клапанів для аміачних компресорів становить 1,3-1,6 мм, для компресорів, що працюють на хладонах - 2,2-2,5 мм.

Мал. . Схема циліндра горизонтального компресора подвійної дії:

1 - всмоктувальні клапани;

2 - всмоктувальний патрубок; 3 – поршень;

4 - сальник; 5 – шток; 6 - нагнітальні клапани; 7 – циліндр; 8 - Нагнітальний патрубок

Аміачні та низькотемпературні хладонові компресори мають водяне охолодження циліндрів.

Компресори цього ряду можуть мати регулювання холодопродуктивності шляхом віджиму пластин всмоктувальних клапанів. Різниця між тисками на поршень р до -р о має перевищувати 1,7 МПа, а температура нагнітання -160° З.

Крейцкопфні компресори.Компресори стандартною холодопродуктивністю понад 465 кВт (400 тис. ккал/год) є горизонтальними крейцкопфними компресорами подвійної дії. Схему циліндра такого компресора зображено на рис. . Стиснення відбувається по черзі з двох сторін поршня, а напрямок руху агента в циліндрі змінюється.

Крейцкопфні компресори виконують дво- та чотирициліндровими з приводом від загального валу та із зустрічним рухом поршня (опозитні). Циліндри оппозитного компресора розташовані по обидва боки валу, що зумовлює найкраще врівноваження сил інерції.

Мал. . Опозитний компресор АТ600:

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

7 - колінчастий вал; 8 - станина.

Опозитний компресор АО600 (рис.) двоциліндровий, холодопродуктивністю у стандартному режимі 670 кВт (575 тис. ккал/год) при частоті обертання валу 8,5 -1 (500 об/хв). Чавунну литу раму (базу) компресора, що спирається на фундамент двома поперечними лапами, кріплять болтами. У стінах рами розміщені вкладки підшипників валу. Вал двоколінчастий, триопорний, сталевий, кований, з чавунними противагами. Привід компресора від синхронного електродвигуна спеціального виконання, ротор якого насаджений на консоль колінчастого валу. З іншого боку валу встановлено механізм для ручного повороту валу.

Шатуни сталеві, штамповані. Кривошипна роз'ємна головка зі сталевим вкладишем, залитим бабітом. Крейцкопфна головка нероз'ємна з біметалічним вкладишем (сталевим та бронзовим наплавленням). Корпус крейцкопфа сталевий з відокремленими повзунами та регулювальними прокладками. Повзуни сталеві з бабітовою заливкою. Шток з крейцкопфом з'єднаний болтами (рис.), а з поршнем - гайкою (рис. 26). Поршні дискові сталеві

або чавунні з трьома кільцями ущільнювачів

та з бабітовими поясками на нижній частині. Циліндри чавунні, литі, з водяною сорочкою, що охолоджує, в нагнітальній частині. Діаметр циліндра 270 мм, перебіг поршня 220 мм. Клапани стрічкові, самопружні, розташовані в циліндрі радіально. У передній кришці циліндра для ущільнення штока розміщені багатокамерний сальник з розрізними кільцями з алюмінієвого сплаву та передсальник з металевими та фторопластовими кільцями тертя (див. рис.).

Мастило кривошипно-шатунного механізму компресора здійснюється від спеціального агрегату з шестерним насосом. Олія під напором 0,05-0,15 МПа подається через фільтр тонкого очищення і маслоохолоджувач до частин, що труться (корінні підшипники, шатунні і крейцкопфні підшипники, повзуни крейцкопфа). Відпрацьоване масло стікає спочатку в картер, а потім в маслозбірник, звідки знову забирається (через фільтри) шестерним насосом. Для мастила циліндрів та сальників застосовують багатоплунжерний насос-лубрикатор. Масло, що відпрацювало, в лубрикатор не повертається. Цей насос заливають олією вручну. Лубрикатор і шестерний насос рухаються від індивідуальних електродвигунів.

Опозитні компресори застосовують на підприємствах хімічної промисловості, великих харчових підприємствах і холодильниках. Вони розраховані для роботи на аміаку, пропані та етані.

Двоступінчасті компресори

Двоступінчасті компресори використовують у низькотемпературних холодильних установках. Ступінчасте стиск здійснюється в різних циліндрах, при цьому ступені низького тиску(н. д.) та високого тиску (в. д.) можна об'єднати в одному корпусі компресора або виконати окремо. В останньому випадку на кожний рівень тиску встановлюють окремий одноступінчастий компресор.

Мал. . Мал. . Двоступінчастий компресорний агрегат АД-90:

I-Всмоктування в компресор РБ90; II- нагнітання у проміжний посуд; III- всмоктування компресором П110; IV-нагнітання у конденсатор.

У двоступінчастих чотирициліндрових У-подібних прямоточних компресорах (ДАУ80, ДАУ50) обидві ступні стиснення об'єднані в одному корпусі. Усі чотири циліндри компресорів мають однаковий діаметр, з них три циліндри низького тиску, а один високого. Однакові діаметри циліндрів у щаблях високого та низького тиску дозволяють здійснити повну уніфікацію механізму руху з одноступеневими компресорами і, отже, спростити їх виробництво та експлуатацію, покращити врівноваженість конструкції та мати можливість працювати за схемою одноступеневого стиснення (при відповідному перемиканні).

За цим принципом на базі одноступеневих компресорів АУ200 і АУУ400 побудовані двоступінчасті компресори ДАУ50 (чотирициліндровий) і ДАУУ100 (восьмициліндровий), продуктивність відповідно 58 і 116 кВт (50 і 100 тис. ккал/год) при t 0 = - 40°C та t до= 35 °С.

Досить широко застосовують двоступінчасті агрегати, скомпоновані з двох одноступінчастих компресорів.

В якості ступенів низького тиску в двоступінчастих агрегатах середньої і великої холодопродуктивності використовують ротаційні або гвинтові компресори, а в якості ступеня високого тиску - поршневі компресори.

Двоступінчастий агрегат АД-90 показано на рис. 53. До складу такого агрегату входять ротаційний пластинчастий компресор РБ90 як ступінь низького (тиску 2, поршневий непрямострумовий компресор П110 як ступінь високого тиску 1, вертикальний маслоотделитель 3 циклонного типу ступеня низького тиску, вертикальний масловідділювач 4 щаблі високого тиску з автоматичним поверненням масла в картер компресора через поплавковий пристрій, щити приладів 5 ступені низького тиску та 6 ступеня високого тиску, прилади 7 управління та контролю, прилади автоматичного захисту, арматура та синхронні електродвигуни 8 і 9 для приводу компресорів через муфти із еластичними елементами. Устаткування змонтоване на загальній рамі 10. Холодопродуктивність агрегату АД-90 АЛЕ кВт (95 000 ккал/год) при t=- 40°С, потужність електродвигунів ступеня низького тиску 40 кВт, а щаблі високого тиску 75 кВт. Агрегат призначений для роботи в стаціонарних низькотемпературних аміачних холодильних установках.

У двоступінчастих оппозитних компресорах (типу ДАО та ДАОН) циліндри ступенів низького та високого тискумають різні діаметри та відповідне ущільнення. Циліндр високого тиску охолоджується водою.

Ступінчасте стиск здійснюється також у компресорі зі ступінчастим (диференціальним) поршнем. Однак велика маса поршня та недостатня щільність між ступенями стиснення обмежують застосування таких конструкцій. Компресори з диференціальними поршнями застосовують тільки для роботи на вуглекислому газі СО 2 має велику об'ємну холодопродуктивність, що обумовлює малі розміри циліндра і поршня, і в окремих випадках для роботи на аміаку, наприклад у верхньому ступені каскадної холодильної машини, що виробляє сухої.

РОТАЦІЙНІ КОМПРЕСОРИ

Основні елементи ротаційних компресорів – нерухомий циліндр, поршень або ротор, рухливі лопаті.

Розрізняють компресори з ротором, що котиться, і лопатою, розташованої в щілини циліндра (рис., а), і з обертовим ротором і лопатями, розміщеними в його щілинах (рис., б). У компресорі з ротором, що котиться, останній обертається навколо осі циліндра, ексцентричної по відношенню до осі ротора, а в компресорі з ротором, що обертається - навколо своєї осі, зміщеної по відношенню до осі циліндра.

Мал. . Схеми ротаційних компресорів:

а-з ротором, що котиться; б -з ротором, що обертається.

Стиснення в ротаційному компресорі засноване на зменшенні об'єму, укладеного між внутрішньою поверхнею циліндра, зовнішньою поверхнею ротора та лопатями.

У компресорах, що працюють за першою схемою (див. рис., а), при обертанні валу 4 ротор 2 котиться по внутрішньої поверхніциліндра 1. Коли ротор подовженою стороною звернений до лопаті 3, вона потопає в щілини, і в циліндрі створюється одна порожнина серпоподібної форми, заповнена парами холодильного агента. Як тільки ротор пройде всмоктувальний патрубок 5, у циліндрі утворюються дві порожнини, розділені лопатою 3, яка виштовхується у бік циліндра і притискається до ротора пружиною 7. Об'єм порожнини перед ротором (у напрямку руху) у міру його руху зменшується, і пари холодильного агента стискаються.

Коли тиск у порожнині стиснення стане вищим за тиск у конденсаторі, нагнітальний клапан 8 відкриється, і стислі пари надійдуть по нагнітальній трубі 6 у конденсатор. У цей час об'єм всмоктуючої порожнини позаду ротора збільшується. Пар хладону з випарника по трубі, що всмоктує, і через отвір 5 засмоктується в порожнину циліндра (всмоктуючий клапан у компресорі відсутня). Всмоктування закінчиться, коли лопата знову сховається в щілини і весь об'єм циліндра буде заповнений парою, що засмоктується. При подальшому переміщенні ротора порожнина всмоктування перетвориться на порожнину стиснення, а за ротором з'явиться нова порожнина всмоктування, відокремлена від порожнини стиснення лопатою, що виступає. 3.

Компресори з ротором, що котиться, виконуються герметичними, вони входять до складу малих агрегатованих машин, що працюють на хладонах.

Герметичний ротаційний компресор ФГрО,35~ 1А з ротором-поршнем, що котиться, показаний на рис. . Потужність 405 Вт (350 ккал/год) при частоті обертання 25 с -1 . Діаметр циліндра 55 мм, висота 33 мм, ексцентриситет 3,5 мм.

Мал. . Герметичний ротаційний компресор ФГР,35~1А,

Компресор з електродвигуном розміщені в герметичному корпусі 13, Вал 4 вертикальний, ексцентриковий. На ексцентрик 1 валу насаджений ротор-поршень. 3, обкатує внутрішню поверхню циліндра 2. Лопата 5, розміщена в циліндрі, притискається до ротора пружиною. Циліндр має нижню 6 та верхню 7 торцеві кришки. На верхній кінець валу 4 насаджений ротор 9 електродвигуна, статор запресований у штамповану склянку 10, до якого трьома болтами прикріплено власне компресор. Пружина 14, спирається на дно корпусу 13, притискає компресор та склянку зі статором до верхньої половини кожуха. Нижня частина кожуха заповнена олією. До частин, що труться, масло надходить по свердлінням у валу і спіральним канавкам на поверхні валу. Біля входу в масляний насос розташований фільтр 15.

Пар через всмоктувальний запірний вентиль 11 спочатку надходить у кожух, охолоджує електродвигун, потім засмоктується компресором по трубці 8. Стиснута пара через нагнітальний клапан 16 (пластинчастий консольний), розташований у нижній кришці циліндра, проходить спіральною трубкою до зовнішнього нагнітального патрубка 12.

Герметичні ротаційні уніфіковані компресори випускають холодопродуктивністю 250-600 Вт.

Мал. . Мал. . Ротаційний багатопластинчастий підтискний бустер-компресор РАБ300,

Великі ротаційні багатопластинчасті компресори з ротором, що обертається, працюють за схемою, представленою на рис. ,Б. Їх застосовують як підтискних (бустерних) компресорів у схемах двоступеневого стиснення аміачних установок. Компресори, що підтискають, працюють у невеликому перепаді тисків (не більше 0,28 МПа).

Ротаційні аміачні багатопластинчасті бустеркомпресори РАБ90, РАБ150, РАБ300 (рис.) та РАБ600 входять до складу двоступінчастих агрегатів. Холодопродуктивність відповідно 110, 175, 350, 700 кВт (95, 150, 300, 600 тис. ккал/год) при температурі кипіння -40° С і температурі конденсації 30° С.

Циліндр 2 та торцеві кришки компресора (див. рис.) мають водяну сорочку. Ротор 7 чавунний напресований на сталевий вал 5. По всій довжині ротора профрезеровані пази під пластини. Пластини 6 асботекстолітові. При обертанні ротора під дією відцентрових сил пластини притискаються до внутрішньої поверхні циліндра, у результаті утворюються камери, обсяг яких безперервно змінюється. Підшипники радіальні роликові розміщені у торцевих кришках /. Сальник 4 графіто-сталевий з масляним затвором. Сальник заповнюється олією через бачок 3, закріплений на корпусі. Бачок має оглядове скло для контролю за рівнем олії.

Пара всмоктується та нагнітається через вікна в корпусі. Клапанів у компресорі немає. На нагнітальній стороні встановлено Зворотній клапан, що запобігає перетіканню пари з нагнітального трубопроводу в компресор при його зупинці.

Мастило компресора здійснюється багатоплунжерним насосом (лубрикатором), що приводиться в дію ремінною передачею від валу компресора. Компресор і електродвигун встановлені на загальній рамі, безпосередній привід компресора.

Особливості ротаційних компресорів - простота конструкції, відсутність деталей, що здійснюють зворотно-поступальний рух (за винятком лопатей), а також всмоктувальних клапанів (у великих і нагнітальних компресорів), незначний мертвий простір. Недолік цих компресорів - обмежений кінцевий тиск, так як практично важко забезпечити необхідну щільність між торцевими поверхнями циліндрів і ротором, що обертається, а також між лопатями і поверхнею їх прилягання.

У ротаційних компресорах коефіцієнт подачі λ за величиною близький до коефіцієнтів подачі в поршневих компресорах зі зворотно-поступальним рухом поршня, а індикаторний к. п. д. iнижче.

Гвинтові компресори

Гвинтові компресори відносять до типу ротаційних. Конструктивна схема гвинтового компресора показано на рис. . Корпус 1 комресора має розточування, в яких розміщені два ротори (гвинти) із зубчасто-гвинтовими лопатями. Провідний ротор 2 з'єднаний із двигуном. Він має опуклі широкі зуби. Ведомий ротор 13 приводиться в обертання тиском пари, що стискається.

Мал. . Схематичний розріз гвинтового компресора.

Він має увігнуті тонкі зуби. Вали роторів утримуються на певній відстані парою синхронізуючих шестерень 6 і 7. Опорами валу є підшипники ковзання 3 і упорний підшипник 5. Для зменшення осьового зусилля на провідному роторі є розвантажувальний поршень 4. Ротори компресорів сталеві, цільноковані. Профілі зубів ротора виконують так, щоб при обертанні вони обкочувалися, але не стикалися один з одним. Відстань між профілями гвинтів підтримується мінімальною. Це вимагає точної обробки та збирання компресорів. Зазор між роторами становить менше 1 мм, торцевий зазор з боку нагнітання – 0,1 мм, з боку всмоктування – 0,5 мм, зазор між ротором та циліндричною частиною корпусу – 0,25 мм.

Пара надходить у гвинтові западини роторів, коли вони повідомляються з всмоктуючим вікном, розташованим у торці корпусу. Коли гвинтові западини відсікаються від всмоктуючого вікна, що знаходиться в робочій порожнині компресора (між поверхнями западин, а також торцевими і циліндричними стінками корпусу) пара стискається, так як зуби одного ротора при обертанні входять до западини іншого, і об'єм пари зменшується. В кінці стиснення западини зі стислою парою повідомляються з нагнітальним вікном, розташованим у протилежному торці корпусу, і стиснута пара виштовхується зубами ротора, що входять у западини іншого ротора. Наявність кількох западин та гвинтове розташування їх на роторах забезпечують безперервність подачі стисненої пари. Компресор має співвідношення кількості зубів роторів 4-6, т. мал. е.на провідному роторі чотири зуби, а на веденому - шість. Клапани у компресорі відсутні. Продуктивність компресора регулюється золотником. 12. Золотник з гайкою 11 перемішується за допомогою валика 8 та гвинта 9. Шпонка 10 утримує золотник від прокручування. Привід золотника може бути ручним, а в режимі автоматичної роботи - гідравлічним або електричним. При переміщенні золотника затримується початок стиснення, так як порожнину стиснення з'єднується з порожниною всмоктування, що еквівалентно зменшення робочого об'єму компресора. Золотник дозволяє регулювати продуктивність від 10 до 100%. Компресор маслозаповнений.

Мал. . Загальний виглядкомпресорного агрегату 5BX-350/2,6a-IV:

1 - металокерамічний фільтр для тонкого очищення масла; 2 - електродвигун; 3" - щит манометрів;

4 - газовий фільтр; 5 - гвинтовий компресор; 6 - маховик для ручного регулювання продуктивності;

7 - маслоохолоджувач; 8 - маслоотделитель; 9 - насос для олії; 10-фільтр грубої очистки; 11 – щит датчиків; 12 - маслозбірник.

Гвинтові компресори можна виконати без мастила робочої порожнини (сухі), оскільки ротори обертаються без дотику їх поверхонь. Однак у більшості випадків їх виготовляють із упорскуванням олії в робочу порожнину (маслозаповнені). У таких компресорах отримують вищі ступеня стиснення, оскільки масло ущільнює зазори між роторами і відводить теплоту. Останнє дозволяє відмовитись від водяного охолодження корпусу.

Переваги гвинтових компресорів – менші габаритні розміриі маса в порівнянні з поршневими та ротаційними компресорами, врівноваженість конструкції внаслідок відсутності частин зі зворотно-поступальним рухом, високі к. п. д. внаслідок відсутності клапанів та тертя у робочій порожнині, надійність експлуатації. Недоліки компресорів – високий рівень шуму, велика частота обертання гвинтів, досить громіздка система мастила.

У нашій країні розроблено ряд гвинтових компресорів продуктивністю 400-1600 кВт для роботи на аміаку та R22. Вони призначені для роботи як в одноступінчастих холодильних машинах, так і в двоступінчастих як компресора, що підтискає (бустер).

Загальний вигляд агрегату 5BX-350/2,6a-IV з гвинтовим компресором показано на рис. . Позначення у марці; цифра перед літерами 5 - номер бази компресора, В - гвинтовий, X - холодильний, 350 - холодопродуктивність в тис. ккал/год при стандартному режимі, 2,6 - ступінь стиснення, а -аміачний, IV - бустерний. Гвинтовий компресор, маслозаполненный, з приводом від електродвигуна через пружну муфту, з частотою обертання 49 с -1 . Продуктивність компресора регулюється за допомогою рухомого золотника, який також призначений для розвантаження при початковому пуску. Корпус компресора виготовлений із спеціального чавуну. Вікно всмоктування розташоване зверху, вікно нагнітання - знизу. Ротори, виготовлені із сталі, розташовані в опорних підшипниках ковзання. Осьові зусилля, що діють на ротори, сприймаються радіально-упорними підшипниками.

Компресор 5 та електродвигун 2 встановлені, на горизонтальному масловідділювачі 8, який за допомогою лап встановлюється на фундамент. Під маслоотделителем знаходиться маслозбірник 12, а до несучих опор прикріплені два кожухотрубні маслоохолоджувачі 7. Насос 9 для олії має привід від власного електродвигуна. Холодопродуктивність гвинтового підтискаючого агрегату при t о=-40 ° З 180 кВт. Бустерні гвинтові компресори розраховані на різницю між тисками р н - р нд до 0,5 МПа ≈5 кгс/см 2 .

Гвинтові компресори, що працюють в одноступінчастих холодильних машинах, розраховані на різницю між тисками р н - р нддо 1,7 МПа ≈17 кгс/см 2 . В агрегатах з таким компресором встановлюють два масловідділювачі - горизонтальний та вертикальний. Гвинтові компресорні агрегати призначені для суднових та стаціонарних установок.

ТУРБОКОМПРЕСОРИ

Турбокомпресори застосовують у холодильних машинах великої холодопродуктивності та порівняно невеликих кінцевих тисків.

Стиснення парів холодильного агента в турбокомпресорі засноване на створенні відцентрової сили при швидкому обертанні робочого колеса та на перетворенні кінетичної енергії, придбаної на лопатці робочого колеса 3 (рис.), потенційну в дифузорі 4. Робоче колесо, насаджене на вал 1, розташоване у закритому корпусі 2. При обертанні робочого колеса пара холодильного агента засмоктується на лопатки робочого колеса 3 з боку валу. При русі по лопатці пара набуває великої швидкості руху і під дією відцентрової сили прямує з лопатки в дифузор 4, де внаслідок збільшення прохідного перерізу швидкість руху пари зменшується, а тиск підвищується. Тиск, отриманий на виході з одного колеса, часто недостатньо, тоді пар направляється по зворотному напрямному апарату 5 до другого колеса, а при необхідності проходить послідовно через ряд коліс. Кожне робоче колесо є ступенем стиснення. Кількість коліс (ступенів стиснення) залежить від режиму роботи холодильної установки та відповідно від ступеня стиснення р до /р о , а також від властивостей холодильного агента.

Економічна робота турбокомпресора можлива лише при великих обсягах циркулюючої пари. В цьому випадку втрати від внутрішнього перетікання його між робочими колесами та кожухом, а також тертя коліс з лопатками в паровому просторі мало позначаються на к. п. д. компресора. Тому турбокомпресори застосовують при великих обсягах циркулюючого холодильного агента і, отже, великої холодопродуктивності. Для кожного холодильного агента існує межа холодопродуктивності, нижче за яку турбокомпресор конструктивно не виконаємо або неекономічний.

Мал. . Схема робочого колеса турбокомпресора.

Холодильні агенти для турбокомпресорів повинні відповідати не лише загальним, а й спеціальним вимогам:

мати велику молекулярну масу, що обумовлює значну величину кінетичної енергії, що набувається на одному робочому колесі, а значить, і значний ступінь стиснення, внаслідок чого зменшується кількість ступенів стиснення;

мати малу об'ємну холодопродуктивність, що забезпечує великий обсяг циркулюючого холодильного агента при порівняно невеликій холодопродуктивності компресора.

Цим вимогам більшою мірою відповідають хладони.

При використанні R11 робота турбокомпресора досить економічна при стандартній холодопродуктивності 230 кВт і вище, на R142 – понад 700 кВт, а на R12 – понад 1400 кВт. Число ступенів стиснення в цих умовах 2-3. В аміачних турбокомпресорах гранична холодопродуктивність 1750 кВт і кількість щаблів набагато більша (10-15). Це тим, що аміак має велику об'ємну холодопродуктивність і малу молекулярну масу (17,03). В аміачних турбокомпресорах робочі колеса часто розміщують не в одному, а в двох і трьох окремих корпусах, так як за умовами вібрації коліс в одному корпусі можна розміщувати не більше 6-7 ступенів. У двох-і трикорпусних турбокомпресорах часто встановлюють по 2-3 ступені в кожному корпусі. Аміачні турбокомпресори частіше застосовують як бустер-компресорів.

Турбокомпресор ТКФ348 (рис.) має холодопродуктивність 2,3 млн. Вт при температурі кипіння R12-15 ° С і конденсації 35 ° С. Кожне колесо компресора є ступенем стиснення.

У корпусі 2 компресора розміщено три робочі колеса з лопатками 3, насадженими на прямий вал 1. Вал встановлений на підшипниках ковзання з бабітовою заливкою. Крім того, з боку патрубка, що всмоктує, встановлений радіально-упорний підшипник. 14 і з протилежного боку – радіальний 10. Щоб зменшити осьове зусилля на радіально-упорний підшипник, на валу монтують розвантажувальний поршень (ду-міс) 9. Кінець валу, що виступає з корпусу, ущільнений двостороннім графіто-сталевим сальником 11 . Графітові кільця насаджені на вал вільно і затиснуті між рухомими та нерухомими кільцями, внаслідок чого вони обертаються з меншою швидкістю, ніж вал. Для зменшення перетікань холодильного агента вздовж валу влаштовані щілинні гребінчасті лабіринти 7. Змащення підшипників і сальника здійснюється від спеціального агрегату, що складається з масляного бака, масляного насоса, холодильника для олії, фільтрів та комбінованого клапана, призначеного для регулювання тиску масла в системі.

Мал. . Турбокомпресор ТКФ348.

Турбокомпресор добре врівноважений і працює з великою частотою обертання та великою окружною швидкістю колеса. Колеса компресора виготовлені з міцного сплаву, що забезпечує достатній запас міцності при високих окружних швидкостях. Турбокомпресор приводиться в дію від синхронного електродвигуна через мультиплікатор, призначений підвищення частоти обертання з 50 до 115 з -1 .

Пари холодильного агента надходять у компресор по патрубку, що всмоктує. 13 і при обертанні робочих коліс засмоктуються на лопатки 3 першого (лівого) колеса із боку валу. З лопаток пара надходить у безлопатковий дифузор 4, де внаслідок збільшення прохідного перерізу швидкість руху пари зменшується, а тиск збільшується. Для отримання необхідного ступеня стиснення р до /р 0 пари з дифузора першого колеса надходять на лопатки наступного по зворотному напрямному апарату 5. З останнього (третього) колеса пара проходить у вихідний пристрій - равлик 8. На всмоктувальній стороні компресора встановлено вхідний регулюючий апарат 12. Поворотом лопаток цього апарата можна змінювати прохідний переріз і підтримувати постійний початковий тиск за різних режимів роботи холодильної установки (дроселювання пари на всмоктуванні). Потужність регулюється від 100 до 50%. Перед другим колесом передбачений проміжний підсмоктування пари компресором (введення в компресор пари проміжного тиску) по каналу 6.

Турбокомпресори мають такі переваги в порівнянні з поршневими: врівноваженість і компактність машини внаслідок відсутності змінних інерційних сил, відсутність клапанів, опір яких доводиться долати в поршневих машинах, відсутність небезпеки гідравлічного удару, невеликі займана площа та маса машини, відсутність внутрішнього мастила, що виключає в теплообмінні апарати(Випарник і конденсатор).

До недоліків можна віднести необхідність встановлення мультиплікатора, синхронного електродвигуна, окремого агрегату мастила.

Турбокомпресори застосовують на великих підприємствах хімічної та нафтової промисловості, а також у великих установках кондиціювання повітря.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЖИВЛЕННЯ ТА ТОРГІВЛІ

кафедра холодильного обладнання

Розрахунково-графічна робота

на тему: “Розрахунок циклу одноступінчастої парової холодильної машини,

визначення параметрів холодоагенту.

Підбір компресора та конденсатора”

Виконав: студент 3-го курсу

гр. М-17 ФОТС

Мошнін Є. С.

Перевірила:

Петренко О. В.

Харків 2010

1. Завдання для РГР………………………………………………………………3

2. Тепловий расчет………………………………………………………………4

3. Підбір компресора холодильної машини…………………………………7

4. Підбір електродвигуна КМ………………………………………………...8

5. Підбір конденсатора…………………………………………………………9

6. Висновок………………………………………………………………….……..10

7. Додаток (діаграма i-lgp з вбудованим циклом одноступеневої парової холодильної машини)

1. Завдання РГР

Вибрати та підібрати холодильне обладнання (компресор та конденсатор) для холодильної установки продуктивністю Q 0 = 2 кВт з циркуляційним водопостачанням. Холодильна установка обслуговує камеру першої стадії двох етапного заморожування м'яса на холодильнику м'ясокомбінату який розташований у місті Кам'янськ-Подільськ. заданої температуриповітря t п = - 12 ° С у холодильній камері відбувається за допомогою батарей охолодження.

Малюнок 1. Одноступенева холодильна машина, що працює за теоретичним циклом: а – принципова схема(В – випарник; ВР – відділювач рідини; РВ – регулюючий вентиль (дросель); ПО – переохолоджувач; КД – конденсатор; КМ – компрессор); б – побудова циклу у діаграмі S – T; в – побудова циклу у діаграмі lgp-i.

2. Тепловий розрахунок

Робочий режим холодильної установки характеризується температурами кипіння t o, конденсації t до, переохолодження (рідкого холодоагенту перед регулюючим вентилем) t пров, всмоктування (пари на вході до компресора) t нд .

При визначенні розрахункових параметрів навколишнього повітря враховуємо температурний режимлітнього періоду.

Розрахункові параметри повітря для міста: Запоріжжя

t з.п.- (температура повітря літня) t з.п. = + 33 0 С ;

φ з.п. - (відносна вологість повітря – літня) φ з.п = 39 %.

За i- в діаграмою (додатком 2) для вологого повітря знаходимо первісне значення ентальпії, яке відповідає температурі повітря літнього місяця та відносної вологості повітря в цьому місяці i = 67кДж/кг .

Після визначимо температуру по вологому термометру t м.т. = 22 0 З, (перетин лінії i = 64 кДж/кгяка характеризує вміст теплоти в повітрі, з лінією φ = 100%).

Температура зворотної води t w (води, що подається на конденсатор) приймають на 3...4 0 С вище за температуру вологого термометра, отже, приймаю:

t w = t м.т. + 3= 23 + 3 = 25 0 З.

Використовуючи вихідні дані з огляду на те, що конденсатор входить до складу холодильної установки, яка обслуговує холодильну камеру для заморожування м'яса і працює на циркуляційній воді вибираємо випарний конденсатор. У конденсаторах такого типу порівняно невелика витратациркуляційної води, тому не потрібна установка спеціального пристроюдля охолодження води.

Визначаю робочий режим роботи холодильної машини. Як холодоагент приймаю аміак.

Температуру кипіння t o приймаю в залежності від температури приміщення та способу охолодження. При охолодженні приміщення за допомогою батарей охолодження температура кипіння холодоагенту визначаю як t про = t п - (7 ... 10) 0 Сотже:

t про = t п - 10 = -12 - 10 = -22 0 С .

Для запобігання вологому ходу компресора пара холодоагенту перед ним перегрівається. Для машини, які працюють на аміаку, безпека роботи забезпечується при перегріві пари 5...15 0 С .

Приймаю температуру пари холодоагенту на 7 0 Свище температури кипіння:

t в.с. = -22 + 7 = -150С.

Температура конденсації для випарного конденсатора визначаю за додатком 3. Враховуючи умови навколишнього повітря ( t з.п = +33 0 С , φ з.п. = 0.39) та щільність теплового потоку q F , що для випарних конденсаторів становить: q F = 2000Вт/м 2приймаю температуру конденсації t k =+37 0 С .

Температура переохолодження рідкого холодоагенту приймаю на 5 0 Звище температури циркулюючої води:

t пер = 25 + 5 = 30 0 С .

За отриманими температурами ( t o , t до, t нд, t пер) виконуємо побудову циклу одноступінчастої паровий машиниу діаграмі lgр – і, нумерацію вузлових точок розставляємо відповідно до рис. 2

Малюнок 2. Побудова циклу одноступінчастої парової холодильної машини у діаграмі lgр - і

Результати визначення параметрів холодильного агента фіксуємо у таблиці 1.

Таблиця 1

Параметри холодильного агента в вузлових точках

Номер крапки	Параметри
		p, МПа	v,м 3 /кг	i, кДж/кг	s,кДж/кг ·К	стан агента
						сух.насич.пар
						сух.перегріт.пар
						перегрітий.
						сух.насич.пар
						насичена.жид
						пров. рідина
						волог.насич.пар

Тепловий розрахунок одноступінчастої холодильної машини:

Питома масова холодопродуктивність:

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

Питомий обсяг холодопродуктивності:

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

Питома теоретична робота стиснення:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в конденсаторі:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в переохолоджувачі:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в конденсаторі та переохолоджувачі:

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

Тепловий баланс холодильної машини:

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

Теоретичний холодильний коефіцієнт:

e = q 0 / q вн, = 1 110 / 360= 3,1

Холодильний коефіцієнт холодильної машини, що працює на зворотному циклі Карно при тих же температурах кипіння та конденсації:

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

3. Підбір компресора

З умови відомо, що Q 0 = 2 кВттоді:

1. Розшиту масову продуктивність компресора:

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

2. Об'єм пари холодоагенту, що всмоктується компрессором холодильної машини:

V 0 = G 0 · v 1 = 0,0018 · 0,8= 0,0014 (м3/с)

3. Розраховую коефіцієнт подачі компресора λ:

λ = λ с · λ w =0, 64 0 · 0,8 = 0, 5

Розраховую об'ємний коефіцієнт λ сз урахуванням того, що для компресорів, що працюють на аміаку, відносний мертвий простір З = 0,045, показник політропи розширення (для аміачних компресорів m = 0,95...1,1)

Коефіцієнт λ´ wщо враховує об'ємні втрати, що відбуваються в компресорі, розраховую за формулою:

λ w = Т 0 / Т до =251/ 310= 0,8

Перевіряємо по діаграмі коефіцієнт подачі компресора з огляду на

П = Рк / Ро (ступінь стиснення) П = 0,105при λ =0, 5.

4. Описуваний обсяг:

V h = V 0 /λ = 0,0014/ 0,5=0,0028 (м3/с)

Підбираю з цього обсягу компресорний агрегат це 1А110-7-2.

Для остаточного вибору виконаємо розрахунок та підбір електродвигуна КМ.

4. Підбір електродвигуна КМ

1. Визначаємо спочатку теоретичну (адіабатну) потужність N T (у кВт) компрессора:

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

2. Визначаю дійсну (індикаторну) потужність N i (у кВт) компрессора:

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

Індикатор к.п.д. приймаю за середнім значенням.

3. Розрахуємо ефективну потужність КМ :

N e = N i / η =0,8/ 0,87= 0,9 кВт.

За певною ефективною потужністю N e (у кВт) на валу компресора (за додатком 5) підібрав електродвигун АОП 2-82-6 до компресора із запасом потужності 10...15%. Це не відноситься до вбудованих електродвигунів потужність яких може бути значно меншою.

5. Підбір конденсатора

Для підбору конденсатора холодильної машини потрібно спочатку визначити теплове навантаження на конденсатор Q k (у кВт).

1. Справжнє теплове навантаження з урахуванням втрат у процесі стиснення визначаю за формулою:

Q k d = Q 0 + N i = 2 + 0,8 = 2,8 кВт

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

3. Оскільки Q k d > Q k t = 2,8 > 2,7 Отже, теплове навантаження нижче, ніж дійсне теплове навантаження.

При розрахунку параметрів був прийнятий випарний конденсатор з питомим тепловим потоком q F = 2000 Вт/ м 2

Потрібна площа теплопередавальної поверхні конденсатора:

F = Q k/q = 2,7 / 1 470 = 0,0018 м 2

За додатком 6 приймаю випарний конденсатор ІЧ – 90 з площею поверхні основної секції 75 м 2 отже приймаю для установки дві такі секції з сумарною площею 150 м 2

6. Висновок

Під час розрахунку робочого режиму холодильної машини та підбираючи до неї холодильне обладнання, я освоїв основу та принципи роботи холодильного агрегату для заморожування м'яса. Навчився виходячи з вихідних даних (температури повітря та відносної вологості його) знаходити та розраховувати температури: кипіння, конденсації, всмоктування та переохолодження. І вписувати ці значення характерні параметри і агрегатний стан холодоагенту (аміаку) в діаграму lgp – i.

Також при виконанні РГР навчився правильно та економно підбирати необхідне обладнання(конденсатор, компресор та двигун до нього).

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ

РЕСПУБЛІКА КАЗАХСТАН

ІННОВАЦІЙНИЙ ЄВРАЗІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ДЕПАРТАМЕНТ ЕНЕРГЕТИКИ ТА МЕТАЛУРГІЇ

КУРСОВА РОБОТА

З дисципліни: "Система виробництва та розподілу енергоносіїв"

На тему: "Розрахунок одноступінчастої парорідкістної компресійної холодильної установки"

м. Павлодар, 2015 р.

Завдання на курсову роботу

Таблиця 1- Завдання для виконання курсової роботи

ВаріантТемпература розсолу у випарникуТемпература охл. води в конденсаторі ККД компресора Артезіанська вода, 0С,

0З ,,0С2500-6-1132200,80,921,49

Вступ

Холодильні машини та установки призначені для штучного зниження та підтримки зниженої температури нижче температури довкіллявід 10 °С і до ?153 °С в заданому об'єкті, що охолоджується. Машини та установки для створення нижчих температур називаються кріогенними. Відведення та перенесення тепла здійснюється за рахунок споживаної при цьому енергії.

Холодильна установка може складатися з однієї або декількох холодильних машин, укомплектованих допоміжним обладнанням: системою енерго- та водопостачання, контрольно-вимірювальними приладами, приладами регулювання та керування, а також системою теплообміну з об'єктом, що охолоджується.

Холодильне обладнання поділяється на промислове, торгове, побутове. Промислове холодильне обладнання - обладнання, що має, як правило, у своєму складі холодильні системи та (або) установки холодопродуктивністю понад 15 кВт.

Холодильна система - комплекс холодильного обладнання (один або кілька компресорів, конденсаторів, випарників різного типу, ресиверів та ін.), в якому циркулює або знаходиться холодоагент для виробництва штучного холоду. Холодильна установка - сукупність однієї або кількох холодильних машин та всіх вузлів, агрегатів, елементів, трубопроводів та рідин, необхідних для їх функціонування, а також розподілу та використання холоду.

Розрізняють декілька типів холодильних машин.

За способом отримання холоду - компресійні, абсорбційні та термоелектричні (у маркуванні холодильників типи холодильних агрегатів позначаються першими великими літерами: К-компресійні, А-абсорбційні з електричним нагрівачем, АГ - абсорбційні з газовим нагрівачем, ТЕ - термоелектричні).

По холодильному агенту - фреонові (хладонові), аміачні та ін.

По холодопродуктивності - малі, середні та великі.

По області застосування розрізняють стаціонарні (кухонні та кімнатні) та переносні (термостати) побутові холодильники.

За призначенням:

-холодильники - прилади, що забезпечують зберігання продуктів у охолодженому та замороженому стані;

-морозильники - прилади, що забезпечують швидке заморожування продуктів з подальшим їх тривалим зберіганням;

-холодильники-морозильники - конструктивно об'єднані в один виріб холодильник та морозильник, що мають автономні агрегати.

Аміачна холодильна установка (АХУ) - холодильна установка компресійного або абсорбційного типу, в якій як холодоагент використовується аміак.

Аміачна холодильна установка є хімічно небезпечним об'єктом, оскільки аміак - сильнодіюча отруйна речовина, що має задушливу та нейротропну дію. Використання аміаку як потенційно небезпечного газу досить строго регламентується правилами безпеки аміачних холодильних установок.

Аміак не розчиняється в мастилі, нечутливий до вологи, і його легко можна виявити при витоку. Додатковими перевагамиаміаку є його низька ціна і те, що він не сприяє створенню парникового ефекту.

Недоліком аміаку є його висока токсичність, вибухонебезпечність, при розчиненні у воді створює небезпеку опіку через виділення великої кількості тепла, а також має високу температуру нагнітання при стисканні.

Вимоги до холодоагентів поділяються на такі групи:

· екологічні - низький потенціал глобального потепління, озонобезпека, негорючість та нетоксичність;

· термодинамічні – велика об'ємна холодопродуктивність; низька температура кипіння при атмосферному тиску; невисокий тиск конденсації; гарна теплопровідність; малі щільність і в'язкість холодоагенту, що забезпечують скорочення гідравлічних втрат на тертя та місцеві опори при його транспортуванні; максимальна наближеність до замінних холодоагентів (для альтернативних озонобезпечних холодоагентів) за тиском, температурами, питомою об'ємною холодопродуктивністю та холодильним коефіцієнтом;

· експлуатаційні - термохімічна стабільність, хімічна сумісність з матеріалами та холодильними маслами, достатня взаємна розчинність з маслом для забезпечення його циркуляції, технологічність застосування, негорючість і невибухонебезпечність, здатність розчиняти воду, незначна плинність, наявність запаху, колір тощо;

· економічні – наявність товарного виробництва, доступні (низькі) ціни. Холодоагенти, що відповідають переліченим вимогам, знайти практично неможливо, тому в кожному окремому випадку вибирають холодоагент з урахуванням конкретних умов роботи холодильної машини, і перевагу слід віддавати таким, які задовольняють принциповим та визначальним вимогам. Альтернативними холодоагентами можуть бути чисті (прості) речовини та суміші. Перевага надається насамперед чистим речовинам, але вони мають низку недоліків. Наприклад, R134a - при температурі нижче -15 °С має меншу питому об'ємну холодопродуктивність і холодильний коефіцієнт порівняно з R12. Тому застосовують сумішеві хладогенти. Перевага надається холодоагентам з низькими значеннями неізотермічності.

1. Порядок розрахунку

Визначаємо параметри робочого агента у характерних струмах схеми

Кінцева різниця температур у випарнику:

у конденсаторі:

Розрахункова температура випаровування:

Розрахункова температура конденсації:

Попередній перепад температур рідкого аміаку в охолоджувачі:

Параметри робочого агента у характерних точках схеми знаходимо по T-S діаграмі, результати вносимо до таблиці 2.

Ентальпія робочого агента на виході з компресора:

Таблиця 2- Параметри робочого агента у характерних точках схеми

Крапка на схеміПараметри робочого агента Р, МПа e, кДж/кг1-140,250,516699,03199,2621401,450,1381995,69,17484,84 113,41,450,12819309,03460,263371,45Менш 0,015984,8367,654271,1Менш 0,015454,62367,395-140,250,222545

Питома внутрішня роботакомпресора:

Питома витрата тепла на одиницю витрати робітника в окремих апаратах установки:

а) випарник

б) конденсатор

в) охолоджувач

Енергетичний баланс установки за відсутності зовнішнього охолоджувача компресора,

Визначаємо витрати робочого агента, навантаження окремих агрегатів. Електрична потужністькомпресора та енергетичні показники установки

Масова витрата робочого агента

Об'ємна продуктивність компресора:

Температура охолоджувальної води на виході з охолоджувача:

де Св - теплоємність води,

Перевірка дотримання умови, при невиконанні умови у схемі холодильної установки виключається охолоджувач.

t3 = 37 0C, ta1 = 13 0C. Умова t3 > ta1 (37>13) виконується, отже, охолоджувач у схемі холодильної установки залишаємо.

Питома витрата електричної енергії на одиницю виробленого холоду при:

Електрична потужність компресора:

Холодильний коефіцієнт установки:

ККД холодильної установки:

а) температуру довкілля приймаємо рівною температурі води на вході в конденсатор;

б) середня температура тепловіддавача:

в) питома витратаелектроенергії в ідеальному циклі:

г) енергетичний ККД холодильної установки:

Енергетичний баланс компресорної холодильної установки

Значення ексергії у характерних точках процесу визначається за такою формулою:

де значення параметрів довкілля такі: Тос=293 0К; iос = 1710 кДж / кг, Sос = 9,85 кДж / кг.

е1 = 1669 - 1710 - 293 (9,03 - 9,85) = 199,26 кДж/кг;

е2 = 1995,6 - 1710 - 293 (9,17 - 9,85) = 484,84 кДж/кг;

е2 = 1930 - 1710 - 293 (9,03 - 9,85) = 460,26 кДж/кг;

е3 = 598 - 1710 - 293 (4,8 - 9,85) = 367,65 кДж/кг;

е4 = 545 - 1710 - 293 (4,62 - 9,85) = 367,39 кДж/кг;

е5 = 545 - 1710 - 293 (4,7 - 9,85) = 343,95 кДж/кг.

Питома кількість ексергії, яка вводиться в установку у вигляді електричної енергії, проведеної до електродвигуна компресора:

Питомі електромеханічні втрати компресору:

% від евх

Внутрішні втрати компресора:

струм компресор холодильний конденсатор

Ексергія, що відводиться в конденсаторі:

а) ексергія, що відводиться охолоджувальною водою

де - коефіцієнт працездатності тепла, що відводиться,

б) ексергія, що втрачається через незворотність теплообміну в конденсаторі:

Втрата ексергії в охолоджувачі:

Втрата ексергії у дросельному вентилі:

Відведення тепла у випарнику:

а) з ексергії, що відводиться у випарнику, використовується у вигляді ексергетичної холодопродуктивності:

% від євх,

б) решта ексергії dі1 втрачається через незворотність теплообміну у випарнику:

За отриманими даними складаємо таблицю 3.

Таблиця 3 - Ексергетичний баланс холодильної установки

Статті балансу (прихід)Ексергія кДж/кг%Статті балансу (витрата)Ексергія та втрати ексергії кДж/кг%1. Ексергія, що вводиться в установку363,641001. Електромеханічні втрати в компресорі29,0982. Внутрішні потреби у компресорі48,9713,53. Ексергія, що відводиться в конденсаторі117,1932,234. Втрати ексергії в охолоджувачі0,260,075. Втрати ексергії у дросельному вентилі23,446,456. Втрата ексергії через незворотність теплообміну у випарнику23,36,417. Ексергетична холодопродуктивність121,3933,38Разом363,64100Разом363,64100

Список літератури

1.Плевако О.П. Методичні вказівки до курсової роботиз дисципліни "Система виробництва та розподілу енергоносіїв" для студентів спеціальності 5В5071700 "Теплоенергетика". – Павлодар, 2011. – 44 с.

2.Холодильні установки // Вікіпедія . 3-тє вид., М., Ексмо, 2008, 672 с.

Холодильні машини: Підручник для студентів вузів спеціальності "Техніка та фізика низьких температур"/А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарін, В. І. Пекарєв, Л. С. Тимофєєвський: За заг. ред. Л. З. Тимофєєвського.- СПб.: Політехніка, 1997 р.- 992с.

Руцькою О.В. Холодильна техніка та технологія. - М: Вища школа. 2002.

Плевако О.П. Короткий курс лекцій з дисципліни "Система виробництва та розподілу енергоносіїв". Частина 1. – Павлодар. 2003. – 100 с. (ЧЗТ-15)

Круглов Г.А., Булгакова Р.І., Круглова Є.С. Теплотехніка. - СПб.: Лань. 2010. (ЧЗТ-1)

Замовлення роботи

Наші фахівці допоможуть написати роботу з обов'язковою перевіркою на унікальність у системі «Антиплагіат»
Надішліть заявкуз вимогами прямо зараз, щоб дізнатися вартість та можливість написання.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЖИВЛЕННЯ ТА ТОРГІВЛІ

кафедра холодильного обладнання

Розрахунково-графічна робота

на тему: “Розрахунок циклу одноступінчастої парової холодильної машини,

визначення параметрів холодоагенту.

Підбір компресора та конденсатора”

Виконав: студент 3-го курсу

гр. М-17 ФОТС

Мошнін Є. С.

Перевірила:

Петренко О. В.

Харків 2010

1. Завдання для РГР………………………………………………………………3

2. Тепловий расчет………………………………………………………………4

3. Підбір компресора холодильної машини…………………………………7

4. Підбір електродвигуна КМ………………………………………………...8

5. Підбір конденсатора…………………………………………………………9

6. Висновок………………………………………………………………….……..10

7. Додаток (діаграма i-lgp з вбудованим циклом одноступеневої парової холодильної машини)

1. Завдання РГР

Вибрати та підібрати холодильне обладнання (компресор та конденсатор) для холодильної установки продуктивністю Q 0 = 2 кВт з циркуляційним водопостачанням. Холодильна установка обслуговує камеру першої стадії двох етапного заморожування м'яса на холодильнику м'ясокомбінату який розташований у місті Кам'янськ-Подільськ.

Малюнок 1. Одноступенева холодильна машина, що працює за теоретичним циклом: а – принципова схема (В – випарник; ВР – відділювач рідини; РВ – регулюючий вентиль (дросель); ПЗ – переохолоджувач; КД – конденсатор; КМ – компрессор); б – побудова циклу у діаграмі S – T; в – побудова циклу у діаграмі lgp-i.

2. Тепловий розрахунок

Робочий режим холодильної установки характеризується температурами кипіння t o, конденсації t до, переохолодження (рідкого холодоагенту перед регулюючим вентилем) t пров, всмоктування (пари на вході до компресора) t нд .

Під час визначення розрахункових параметрів навколишнього повітря враховуємо температурний режим літнього періоду.

Розрахункові параметри повітря для міста: Запоріжжя

t з.п.- (температура повітря літня) t з.п. = + 33 0 С ;

φ з.п. - (відносна вологість повітря – літня) φ з.п = 39 %.

За i- в діаграмою (додатком 2) для вологого повітря знаходимо первісне значення ентальпії, яке відповідає температурі повітря літнього місяця та відносної вологості повітря в цьому місяці i = 67кДж/кг .

Після визначимо температуру по вологому термометру t м.т. = 22 0 З, (перетин лінії i = 64 кДж/кгяка характеризує вміст теплоти в повітрі, з лінією φ = 100%).

Температура зворотної води t w (води, що подається на конденсатор) приймають на 3...4 0 С вище за температуру вологого термометра, отже, приймаю:

t w = t м.т. + 3= 23 + 3 = 25 0 З.

Використовуючи вихідні дані з огляду на те, що конденсатор входить до складу холодильної установки, яка обслуговує холодильну камеру для заморожування м'яса і працює на циркуляційній воді вибираємо випарний конденсатор. У конденсаторах такого типу порівняно невелика витрата циркуляційної води, тому не потрібне встановлення спеціального пристрою для охолодження води.

Визначаю робочий режим роботи холодильної машини. Як холодоагент приймаю аміак.

Температуру кипіння t o приймаю в залежності від температури приміщення та способу охолодження. При охолодженні приміщення за допомогою батарей охолодження температура кипіння холодоагенту визначаю як t про = t п - (7 ... 10) 0 Сотже:

t про = t п - 10 = -12 - 10 = -22 0 С .

Для запобігання вологому ходу компресора пара холодоагенту перед ним перегрівається. Для машини, які працюють на аміаку, безпека роботи забезпечується при перегріві пари 5...15 0 С .

Приймаю температуру пари холодоагенту на 7 0 Свище температури кипіння:

t в.с. = -22 + 7 = -150С.

Температура конденсації для випарного конденсатора визначаю за додатком 3. Враховуючи умови навколишнього повітря ( t з.п = +33 0 С , φ з.п. = 0.39) та щільність теплового потоку q F , що для випарних конденсаторів становить: q F = 2000Вт/м 2приймаю температуру конденсації t k =+37 0 С .

Температура переохолодження рідкого холодоагенту приймаю на 5 0 Звище температури циркулюючої води:

t пер = 25 + 5 = 30 0 С .

За отриманими температурами ( t o , t до, t нд, t пер) виконуємо побудову циклу одноступінчастої парової машини в діаграмі lgр – і, нумерацію вузлових точок розставляємо відповідно до рис. 2

Малюнок 2. Побудова циклу одноступінчастої парової холодильної машини у діаграмі lgр - і

Результати визначення параметрів холодильного агента фіксуємо у таблиці 1.

Таблиця 1

Параметри холодильного агента в вузлових точках

Номер крапки	Параметри
		p, МПа	v,м 3 /кг	i, кДж/кг	s,кДж/кг ·К	стан агента
						сух.насич.пар
						сух.перегріт.пар
						перегрітий.
						сух.насич.пар
						насичена.жид
						пров. рідина
						волог.насич.пар

Тепловий розрахунок одноступінчастої холодильної машини:

Питома масова холодопродуктивність:

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

Питомий обсяг холодопродуктивності:

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

Питома теоретична робота стиснення:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в конденсаторі:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в переохолоджувачі:

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

Теплота що отримує 1 кг холодильного агента в конденсаторі та переохолоджувачі:

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

Тепловий баланс холодильної машини:

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

Теоретичний холодильний коефіцієнт:

e = q 0 / q вн, = 1 110 / 360= 3,1

Холодильний коефіцієнт холодильної машини, що працює на зворотному циклі Карно при тих же температурах кипіння та конденсації:

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

3. Підбір компресора

З умови відомо, що Q 0 = 2 кВттоді:

1. Розшиту масову продуктивність компресора:

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

2. Об'єм пари холодоагенту, що всмоктується компрессором холодильної машини:

V 0 = G 0 · v 1 = 0,0018 · 0,8= 0,0014 (м3/с)

3. Розраховую коефіцієнт подачі компресора λ:

λ = λ с · λ w =0, 64 0 · 0,8 = 0, 5

Розраховую об'ємний коефіцієнт λ сз урахуванням того, що для компресорів, що працюють на аміаку, відносний мертвий простір З = 0,045, показник політропи розширення (для аміачних компресорів m = 0,95...1,1)

Коефіцієнт λ´ wщо враховує об'ємні втрати, що відбуваються в компресорі, розраховую за формулою:

λ w = Т 0 / Т до =251/ 310= 0,8

Перевіряємо по діаграмі коефіцієнт подачі компресора з огляду на

П = Рк / Ро (ступінь стиснення) П = 0,105при λ =0, 5.

4. Описуваний обсяг:

V h = V 0 /λ = 0,0014/ 0,5=0,0028 (м3/с)

Підбираю з цього обсягу компресорний агрегат це 1А110-7-2.

Для остаточного вибору виконаємо розрахунок та підбір електродвигуна КМ.

4. Підбір електродвигуна КМ

1. Визначаємо спочатку теоретичну (адіабатну) потужність N T (у кВт) компрессора:

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

2. Визначаю дійсну (індикаторну) потужність N i (у кВт) компрессора:

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

Індикатор к.п.д. приймаю за середнім значенням.

3. Розрахуємо ефективну потужність КМ :

N e = N i / η =0,8/ 0,87= 0,9 кВт.

За певною ефективною потужністю N e (у кВт) на валу компресора (за додатком 5) підібрав електродвигун АОП 2-82-6 до компресора із запасом потужності 10...15%. Це не відноситься до вбудованих електродвигунів потужність яких може бути значно меншою.

5. Підбір конденсатора

Для підбору конденсатора холодильної машини потрібно спочатку визначити теплове навантаження на конденсатор Q k (у кВт).

1. Справжнє теплове навантаження з урахуванням втрат у процесі стиснення визначаю за формулою:

Q k d = Q 0 + N i = 2 + 0,8 = 2,8 кВт

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

3. Оскільки Q k d > Q k t = 2,8 > 2,7 Отже, теплове навантаження нижче, ніж дійсне теплове навантаження.

При розрахунку параметрів був прийнятий випарний конденсатор з питомим тепловим потоком q F = 2000 Вт/ м 2

Потрібна площа теплопередавальної поверхні конденсатора:

F = Q k/q = 2,7 / 1 470 = 0,0018 м 2

За додатком 6 приймаю випарний конденсатор ІЧ – 90 з площею поверхні основної секції 75 м 2 отже приймаю для установки дві такі секції з сумарною площею 150 м 2

6. Висновок

Під час розрахунку робочого режиму холодильної машини та підбираючи до неї холодильне обладнання, я освоїв основу та принципи роботи холодильного агрегату для заморожування м'яса. Навчився виходячи з вихідних даних (температури повітря та відносної вологості його) знаходити та розраховувати температури: кипіння, конденсації, всмоктування та переохолодження. І вписувати ці значення характерні параметри і агрегатний стан холодоагенту (аміаку) в діаграму lgp – i.

Так само при виконанні РГР навчився правильно та економно підбирати необхідне обладнання (конденсатор, компресор та двигун до нього).