Моя ХАТА

Холодильная установка. Устройство и процесс работы

На животноводческих фермах наибольшее распространение получили холодильные установки с компрессорами. Принцип работы холодильной установки основан на том, что при кипении жидкостей из окружающей среды поглощается значительное количество тепла, в результате чего температура среды понижается.

В холодильных машинах применяются различные холодильные агенты. В качестве холодильных агентов используют фреон-12 или хладон-12 (СР2С12 – дифтордихлорметан). Температура кипения этих жидкостей при атмосферном давлении – около 243 К (–30 °С).

Холодильная установка (рис. 1) состоит из металлической ванны 1, заполняемой водой (аккумулятор холода).

Внутри ванны 1 (в воде) расположены панели испарителя 2. Над ванной 1 установлена рама из труб, которая одновременно служит ресивером 3. На раме-ресивере 3 смонтированы: компрессор 4 с электродвигателем 5, конденсатор 6 с осевым электровентилятором 7, фильтросушитель 8, теплообменник, приборы управления 9. В комплект установки входит центробежный насос с электродвигателем, используемый для подачи воды из аккумулятора холода к месту охлаждения молока.

В последнее время большее распространение получили холодильные установки с герметичными компрессорами (рис. 2). На них установлен компрессор, объединяющий в едином стальном корпусе компрессор и электродвигатель. У таких компрессоров нет утечки холодильного агента и обеспечивается полная герметичность. К достоинствам этих компрессоров следует отнести меньшую массу и габариты, лучшие показатели по теплоэнергетическим характеристикам, низкий уровень звука и вибраций.

холодильная машина с поршневым компрессором

Рис. 1. Общий вид холодильной машины с поршневым компрессором: 1 – металлическая ванна; 2 – панели испарителя; 3 – рама-ресивер; 4 – компрессор; 5 – электродвигатель; 6 – конденсатор; 7 – осевой электровентилятор; 8 – фильтр-осушитель; 9 – приборы управления; 10 – термореле; 11 – реле давления; 12 – пластинчатый охладитель

вид холодильной машины с герметичным компрессором

Рис. 2. Общий вид холодильной машины с герметичным компрессором

Компрессор холодильной машины служит для перекачивания газообразного фреона из испарителя в конденсатор, поддержания в конденсаторе пониженного давления и сжатия паров фреона до давления, при котором становится возможной их конденсация.

Конденсатор предназначен для охлаждения паров фреона. Конденсатор имеет ребристо-трубчатую конструкцию с воздушным охлаждением.

Ресивер предназначен для сглаживания пульсаций, создаваемых компрессором, и для хранения жидкого хладона. Он выполнен в виде рамы из стальных труб.

Фильтр-осушитель предназначен для удаления влаги из фреона и для его фильтрации.

Теплообменник представляет собой цилиндрическую стальную трубу, внутри которой помещен трехзаходный змеевик из медной трубки. По стальной трубе движутся пары фреона, имеющие низкую температуру. По змеевику противотоком проходит жидкий фреон.

Терморегулирующий вентиль подает в единицу времени в испаритель такое количество хладагента, которое успевает за это время испариться и уйти в компрессор.

Аккумулятор холода с испарителем – теплообменный аппарат, в котором холодильный агент кипит за счет тепла, воспринимаемого от окружающей среды (воды).

Реле давления защищает машину от работы в аварийных режимах.

2. Процесс работы холодильной установки

В испарителе 10 кипящий фреон отбирает тепло у находящейся в баке 12 охлаждаемой воды (рис. 3). Пары холодного фреона проходят в компрессор 1 через теплообменник 4, где подогреваются до температуры 273 К (0 °С) жидким фреоном, поступающим через фильтр-осушитель 5 из ресивера 3. Давление во всасывающей стороне компрессора 1 составляет 150…200 кПа. Компрессор 1 сжимает пары фреона до давления 0,9…1,1 МПа. Температура последнего при этом поднимается до 330..350 К (до 80 °С).

Затем горячий фреон поступает в конденсатор 2, где охлаждается воздухом, продуваемым вентилятором 13 через трубки конденсатора 2, при этом газообразный фреон переходит в жидкое состояние, т. е. конденсируется. В конденсаторе 2 пары фреона охлаждаются воздухом, подаваемым вентилятором 13, до температуры конденсации около 30 °С. Жидкий фреон из конденсатора 2 стекает в ресивер-накопитель 3, из ресивера – в фильтр-осушитель 5.

схема рабочего процесса холодильной установки

Рис. 3. Технологическая схема рабочего процесса холодильной установки: 1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – ресивер; 4 – теплообменник; 5 – фильтр-осушитель; 6 – смотровое устройство; 7 – терморегулирующий вентиль; 8 – водяной насос; 9 – пластинчатый охладитель; 10 – аккумулятор холода (испаритель); 11 – реле давления; 12 – бак; 13 – вентилятор; 14 – термореле

Пройдя фильтр-осушитель 5, фреон попадает в теплообменник 4, где жидкий фреон охлаждается за счет фреона, отсасываемого компрессором 1 из испарителя 10.

Из теплообменника 4 жидкий фреон через смотровое окно поступает к терморегулирующему вентилю 7. Вследствие малого сечения проходного отверстия термовентиля 7 фреон, поступающий через него в испаритель 10, дросселируется, и его давление резко падает (до 0,1…0,3 МПа).

В испарителе 10 жидкий фреон кипит, превращаясь в пар. Низкое давление в испарителе 10 определяет низкую температуру кипения поступающего в него фреона. Кипящий фреон отнимает тепло у теплоносителя (воды), находящегося в баке 12. По мере продвижения фреона по каналу испарителя 10 количество жидкого фреона уменьшается, а количество паров, образовавшихся в результате кипения, возрастает. Сухие, перегретые пары фреона из испарителя 10 отсасываются компрессором 1. Охлажденная вода подается водяным насосом в пластинчатый охладитель 9. Далее круговой рабочий цикл повторяется.

При работе холодильной машины в автоматическом режиме термореле 14 поддерживает температуру воды в аккумуляторе холода 10 в пределах 273,5…276 К (0,5…3,0 °С).

При необходимости в аккумуляторе холода 10 можно получать лед, намораживая его на панелях испарителя 10.

Реле давления 11, терморегулирующий вентиль 7, термореле 14 и датчик температуры дают возможность поддерживать в заданных пределах давление фреона на линиях высокого и низкого давления, регулировать заполнение испарителя 10 жидким фреоном, а также поддерживать в аккумуляторе холода 10 заданную температуру паров фреона при намораживании льда и заданную температуру воды.