- •Конспект лекций
- •"Холодильное оборудование"
- •7.090221
- •Введение
- •Лекция 1. Области применения и физические принципы получения низких температур
- •1.1. Области применения искусственного холода
- •1.2. Физические принципы получения низких температур
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 5...31; 2, 7] Лекция 2.Термодинамические основы искусственного охлаждения
- •2.1. Принцип работы холодильной машины
- •2.2. Рабочие вещества холодильных машин
- •2.2.1. Требования, предъявляемые к холодильным агентам
- •2.2.2. Классификация, свойства и области применения холодильных агентов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 32...45; 2, с. 6...35] Лекция 3. Циклы и схемы компрессорных холодильных машин
- •3.1. Циклы и схемы газовых холодильных машин
- •3.2. Циклы и схемы паровых компрессорных одноступенчатых холодильных машин
- •3.2.1. Цикл в области влажного пара с детандером
- •Замена детандера дроссельным вентилем
- •Сжатие в области перегретого пара
- •3.2.2. Принципиальная схема и цикл аммиачной холодильной машины с отделителем жидкости
- •3.2.3. Принципиальная схема и цикл фреоновой холодильной машины с регенеративным теплообменником
- •3.3. Циклы и схемы холодильных машин с многоступенчатым сжатием
- •3.3.1. Циклы и схемы двухступенчатых холодильных машин
- •Низкотемпературная холодильная машина на базе винтового компрессора
- •3.4. Принципиальная схема и цикл двухкаскадной холодильной машины
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 52...96; 2, с. 35...50] Лекция 4.Компрессоры холодильных машин
- •4.1. Классификация и маркировка компрессоров
- •4.2. Объемные и энергетические потери в компрессоре
- •4.3. Холодопроизводительность компрессора
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 97; 2, с. 90...162] Лекция 5.Теплообменные аппараты холодильных машин
- •5.1. Конденсаторы
- •5.1.1. Тепловой расчет и подбор конденсаторов
- •5.2. Испарители
- •5.2.1. Расчет и подбор испарителей
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 281...343; 2, с. 166...207] Лекция 6.Вспомогательное оборудование холодильных машин
- •6.1. Аммиачные холодильные машины
- •6.2. Фреоновые холодильные машины
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [2, с. 221...236; 4, с. 130...137] Лекция 7. Кип и автоматика холодильных машин
- •7.1. Классификация и маркировка холодильных машин и агрегатов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, c. 470...490; c. 256...271] Лекция 8.Теплоиспользующие холодильные машины
- •8.1. Пароэжекторные холодильные машины (пэхм)
- •8.2. Абсорбционные холодильные машины (ахм)
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература: [1, с. 387...420, 2; с. 282...299] Лекция 9. Холодильники. Классификация, устройство и планировки
- •9.1. Устройство и планировки холодильников
- •9.2. Тепло- и гидроизоляция холодильников
- •Телоизоляционные материалы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература: [2, с. 320-359; 3, с. 168-182, с. 207-214]. Лекция 10. Основы проектирования холодильников
- •10.1. Определение строительной площади холодильника и выбор его планировки
- •10.2. Расчет теплопритоков в камеры холодильника
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература: [2, с. 415-431; 3, с. 250-264]. Лекция 11. Системы охлаждения холодильников (сох)
- •11.1. Безнасосные системы с непосредственным кипением холодильного агента
- •11.2. Насосно-циркуляционные системы охлаждения
- •11.3. Системы с промежуточным хладоносителем (рассольные сох)
- •11.4. Камерные приборы охлаждения, их конструкции и методика подбора
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература: [2, с. 393-415; 3, с. 33-55]. Лекция 12. Оборудование для охлаждения пищевых продуктов
- •12.1. Камеры охлаждения
- •12.2. Оборудование для охлаждения рыбы и жидких пищевых продуктов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература: [5, с. 83-85; 6, с. 19-60]. Лекция 13. Технологическое оборудование для замораживания в воздухе
- •13.1. Классификация и устройство камерных морозилок
- •13.2. Воздушные морозильные аппараты
- •13.2.1. Морозильные аппараты тележечного типа
- •13.2.2. Конвейерные морозильные аппараты
- •13.2.3. Флюидизационные морозильные аппараты
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература: [6, с. 92]
- •Лекция 14. Современные аппараты интенсивного замораживания
- •14.1. Аппараты бесконтактного замораживания Плиточные аппараты
- •Роторные аппараты
- •Морозильные аппараты барабанного типа
- •14.2. Аппараты контактного замораживания пищевых продуктов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Двухступенчатые, r22
- •Компрессоры российского производства
- •Поршневые компрессоры фирмы «Йорк Рефрижерейшн»
- •Винтовые компрессоры фирмы «грассо Рефрижерейшн»
- •Технические параметры среднетемпературных агрегатов на базе полугерметичных поршневых компрессоров Bitzer (Данные для хлаДона r404а)
- •Приложение в Конденсаторы холодильных машин
- •1. Горизонтальные кожухотрубные
- •2. Вертикальные кожухотрубные
- •3. Испарительные
- •Приложение г Перечень тем самостоятельных работ студентов
- •Приложение д тесты
- •Литература
- •Содержание
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите типы камер в теплоизолированном контуре холодильника. В чём их различия?
2. Какая площадь холодильника больше – грузовая или строительная?
3. Как определяются теплопритоки в холодильнике, связанные с наличием солнечной радиации?
4. Как приближённо оценить суммарные теплопритоки в камеру холодильника?
5. Нормативный коэффициент теплопередачи ограждения холодильника kнбольше или меньше действительного коэффициента теплопередачиkд?
6. Какой характеристикой определяется качество материала теплоизоляции?
Литература: [2, с. 415-431; 3, с. 250-264]. Лекция 11. Системы охлаждения холодильников (сох)
Обычно к ним относят ту часть холодильной установки, которая начинается после дроссельного вентиля и заканчивается перед компрессором (так называемая сторона низкого давления).
СОХ классифицируют по:
– способу доставки холодильного агента к испарителям (безнасосные и насосные);
– способу отвода теплоты (с непосредственным кипением холодильного агента и с рассольной системой охлаждения);
– способу подачи холодильного агента в приборы охлаждения (с верхней подачей и с нижней подачей холодильного агента).
В настоящее время можно встретить следующие СОХ:
– безнасосные с непосредственным кипением холодильного агента;
– насосно-циркуляционные с непосредственным кипением холодильного агента;
– системы с промежуточным хладоносителем (рассольные СОХ);
– воздушные;
– децентрализованные.
11.1. Безнасосные системы с непосредственным кипением холодильного агента
По способу питания охлаждающих приборов хладагентом безнасосные системы непосредственного охлаждения подразделяются на прямоточные и с отделителем жидкости.
Рис. 11.1. Простейшая прямоточная система непосредственного охлаждения: 1 – компрессор; 2 – маслоотделитель; 3 – конденсатор; 4 – регулирующий, вентиль; 5 – батареи; 6 – паровой вентиль |
В связи с этим такая СОХ используется только в самых малых фреоновых установках. Чаще она встречается в двух модификациях: с паросушителем, либо с аккумулятором [3, с. 37-39].
В системе с отделителем жидкостихладагент после регулирующей станции подается в батареи через специальный сосуд – отделитель жидкости, что позволяет улучшить заполнение батарей жидким хладагентом и обеспечить нормальную его циркуляцию. Эту систему применяют только для холодильников вместимостью до 1000 т. Принципиальная схема аммиачной системы с отделителем жидкости, используемая на трехэтажном холодильнике, показана на рис. 11.2. Хладагент в системе циркулирует следующим образом. От регулирующей станции парожидкостная смесь направляется в отделитель жидкости, где жидкость отделяется от пара. Пары отсасываются компрессором, а жидкость самотеком направляется в батареи камер холодильника. В батарее хладагент, принимая теплоту, испаряется и в виде влажного пара поступает обратно в отделитель жидкости (ОЖ). Отсюда сухой насыщенный пар отбирается компрессором, а жидкость вторично направляется в батареи системы.
Важной эксплуатационной характеристикой такой системы является кратность циркуляции агента:
,
где М– массовый расход агента через батареи, кг/с;
М'– массовый расход холодильного агента, который испарился или мог бы испариться в батареях, кг/с.
|
Рис. 11.2. Прямоточная система непосредственного охлаждения с отделителем жидкости: 1 – компрессор; 2 – маслоотделитель; 3 – конденсатор; 4 – регулирующий, вентиль; 5 – отделитель жидкости; 6 – батареи; 7 – регулирующие вентили на этажах |
При п> 1 эффективность батареи возрастает, но появляется опасность гидравлического удара в компрессоре. Введение в схему установки ОЖ устраняет такую опасность, поскольку батарея фактически работает прип= 1.
Дополнительный напор рц, возникающий при циркуляции хладагента, создается разностью плотностей столбов жидкости и пара в трубопроводах, подающих жидкость и отводящих пар. Таким образом, напор самоциркуляции агента равен
рц= 9,81Н1(1–2),
где Н1– высота уровня жидкого аммиака в циркуляционном контуре батареи, м;
1– плотность жидкости при входе в батарею, кг/м3;
2– плотность парожидкостной смеси в батарее и трубопроводе отвода паров в отделитель жидкости, кг/м3.
При параллельно включенных батареях циркуляционный контур распадается на ряд параллельных контуров, в которых циркулирует парожидкостная смесь. Обычно отделители жидкости устанавливают на каждом этаже холодильника, а затем их объединяют по температурам кипения хладагента.
Системы непосредственного охлаждения с отделителем жидкости, несмотря на широкое распространение на холодильниках, имеют недостатки:
– трудность равномерной подачи жидкого хладагента к потребителям холода, особенно в разветвленных системах холодильников. Это приводит к не эффективному использованию приборов охлаждения, нарушению температурного режима камер, а также отрицательно сказывается на работе компрессора;
– возможность возникновения гидравлических ударов в компрессорах при переполнении ОЖ.
Применяемые способы предупреждения гидравлических ударов ухудшают теплопередачу приборов охлаждения камер вследствие недостаточного заполнения их жидким аммиаком.
Крупные аммиачные установки не всегда полностью автоматизированы и обычно работают при кратности циркуляции п< 1, что обеспечивает поступление в компрессор перегретых паров. В этом случае эффективность теплопередачи батарей уменьшается на 20-30 %. Кроме того, при разветвленной сети раздачи хладагента по приборам охлаждения самые отдаленные из них всегда работают при недостаточном заполнении.