Принцип работы поршневого холодильного компрессора

Компрессор — один из основных элементов холодиль­ной машины и холодильное оборудование. Он служит для сжатия холодильного аген­та от давления кипения Pо до давления конденсации P_к. Кроме того, компрессор отсасывает пар из испарителя и этим обеспечивает пониженное давление и температу­ру кипения холодильного агента, а нагнетая в конденса­тор, создает необходимые условия для сжижения газа.

Обязательным условием для создания заданного по­ниженного давления и температуры кипения в испарите­ле является отсос всего пара, образовавшегося в нем при восприятии тепла от охлаждаемой среды. Поэтому про­изводительность компрессора должна соответствовать производительности испарителя.

Производительность холодильного компрессора в от­личие от газового компрессора выражается не только массой или объемом засасываемого в единицу времени пара, но и холодопроизводительностью машины, т. е. количеством тепла, воспринятого от охлаждаемой сре­ды в единицу времени Q

0Bt (ккал/ч), которое вызвало образование пара, засасываемого компрессором.

 

Компрессор всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору. В зависимости от условий работы холодильной машины, давление паров хладагента на выходе компрессора может составлять 15-25 атм, а температура 70-90°С.

Важной характеристикой компрессора является степень сжатия и объем хладагента, который нагнетается компрессором. Степень сжатия определяется как отношение максимального давления на выходе компрессора к максимальному давлению на входе.

По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных машинах, могут быть разделены на две основные категории:

• поршневые;
• ротационные, спиральные SCROLL, винтовые.

Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет, возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения рабочих органов, соответственно пластин, спиралей и винтов.

Компрессоры поршневые

Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры. Схема работы такого компрессора показана на рисунке.

Сжатие газа обеспечивается поршнем (3) при его движении вверх по цилиндру (4). Перемещение поршня обеспечивается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5). Всасывающие и выпускные клапаны открываются и закрываются под действием давления газа.

Фаза всасывания хладагента показана на рис. 3.5, а. Поршень (3) начинает опускаться в цилиндре (4) от верхней т.н. «мертвой точки». При движении поршня вниз, над поршнем создается разрежение и парообразный хладагент через открытый впускной клапан (10) всасывается в цилиндр.

Фаза сжатия и выпуска разогретого пара высокого давления показана на рис. 3.5, б. Поршень двигается в цилиндре вверх и сжимает пар. Выпускной клапан (1) открывается, и пар под давлением выходит из компрессора. Конструкция цилиндра такова, что поршень никогда не касается головки клапанов (10), всегда оставляя некоторое свободное пространство, называемое «мертвым объемом».

Поршневые компрессоры производятся в различных модификациях. В зависимости от типа конструкции и от типа электродвигателя различают компрессоры:

• герметичные
• полугерметичные
• открытые.

В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Мощность таких компрессоров может составлять 1,7-35 кВт. Они широко используются в холодильных машинах малой и средней мощности.

В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор закрыты, соединены напрямую и расположены по горизонтали в едином разборном контейнере. Эти компрессора производятся в широкой гамме мощностей от 30 до 300 кВт. В случае повреждения можно вынимать электродвигатель, получая доступ к клапанам, поршню, шатунам и другим поврежденным частям. Они широко применяются в холодильных машинах средней и средне-большой мощности.
В открытых компрессорах электродвигатель расположен снаружи (вал с соответствующими сальниками выведен за пределы корпуса). Соединение электродвигателя с компрессором может быть прямым (в линию) либо через трансмиссию.

Охлаждение электродвигателя герметичных и полутерметичных компрессоров производится самим же всасываемым хладагентом.

Регулирование мощности холодильной установки может выполняться как в режиме «пуск-остановка», так и с плавной регулировкой скорости вращения компрессора, с использованием специальных устройств, называемых инверторами.

В полугерметичных компрессорах регулирование мощности может обеспечиваться также перепуском газа с выхода на вход либо закрытием всасывающего клапана одного или нескольких цилиндров.

Для привода компрессора используются, в зависимости от мощности, однофазные с конденсаторным пуском или трехфазные электродвигатели.

Основным недостатком поршневого компрессора является наличие пульсаций давления паров хладагента на выходе из компрессора, а также большие пусковые нагрузки. Поэтому электродвигатель должен иметь запас мощности для пуска компрессора и иметь акустическую защиту для снижения уровня шума.

Количество запусков компрессора является наиболее критичным для его срока службы. Именно на режиме запуска происходит большее количество отказов, поэтому система управления холодильной машины ограничивает время между повторными пусками компрессора (как правило, не менее 6 мин) и время между остановом и повторным пуском (2-4 мин).

Сравнение поршневых, винтовых и спиральных холодильных компрессоров.

Поршневые компрессоры

Изменение давления в поршневых компрессорах происходит при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндрической камере сжатия. Индикаторные диаграммы холодильного поршневого компрессора при работе в режимах охлаждения и замораживания представлены на рис. 1.

Отчетливо видно, что при более высокой степени сжатия коэффициент подачи падает, причем главным образом из-за увеличения влияния процесса обратного расширения.При обратном расширении работа передается на коленчатый вал (заштрихованная область), происходит охлаждение газа и изоэнтропический КПД поршневого компрессора уменьшается, но не так сильно, как коэффициент подачи. Это свойство характерно только для поршневых компрессоров.

На практике описанные особенности работы холодильных поршневых компрессоров приводят к тому, что объемная производительность при глубоком охлаждении заметно падает, что влияет на выбор рабочего объема. Тот же эффект может наблюдаться в случаях привода поршневого компрессора от двигателя с изменяемой частотой вращения. При увеличении частоты вращения степень сжатия повышается и коэффициент подачи уменьшается
(рис. 2).

В холодильных поршневых компрессорах автомобильных кондиционеров, приводимых от двигателя внутреннего сгорания, этот эффект может быть полезно использован. При увеличении частоты вращения обеспечивается желаемое сокращение холодопроизводительности. Поэтому в автобусных установках кондиционирования воздуха часто отказываются от каких-либо специальных систем регулирования производительности.Если эффект уменьшения производительности нежелателен (например, в холодильных установках), то следует переходить на двухступенчатый поршневой компрессор (рис. 3).

Спиральные холодильные компрессоры

В традиционной конструкции спиральных холодильных компрессоров, используемых на сегодняшний день в технике кондиционирования, подвижный спиральный элемент выполняет орбитальное движение. За один оборот подвижной спирали компрессора производятся впуск порции всасываемого газа, его сжатие и выталкивание нагнетаемого газа.В спиральных холодильных компрессорах нет нагнетательных клапанов, т. е. газ сжимается до заложенной при проектировании степени сжатия. Другая особенность спирального холодильного компрессора заключается в уменьшении объема камеры сжатия снаружи к центру и наличии радиального отверстия для нагнетания в самой маленькой центральной камере. Это также ограничивает эффективность рабочего нагнетательного клапана, имеющегося в некоторых низкотемпературных холодильных компрессорах.На рис. 4, а — представлена индикаторная диаграмма давления в спиральных компрессорах для систем кондиционирования воздуха, на рис. 4, б – для нормального охлаждения.

В случае применения в системах кондиционирования воздуха, где, как известно, отношения давлений низкие, спиральный холодильный компрессор может продемонстрировать свои преимущества: отсутствие потерь в клапанах; высокий КПД при небольшой тепловой и механической нагрузке из-за низкого трения, что связано с низкой относительной скоростью; малые внутренние перетечки (благодаря относительно небольшой разности давлений).В том же компрессоре при более высокой степени сжатия (см. рис. 4, б) величина работы сжатия увеличивается в конце этого процесса из-за обратного расширения в направлении, противоположном направлению вращения.Это повышает тепловую нагрузку и увеличивает внутренние перетечки, что определяет снижение КПД. Равномерность сжатия в спиральном холодильном компрессоре для нормального охлаждения значительно меньше, чем в компрессоре, работающем в системах кондиционирования воздуха, что может привести к повышенным пульсациям газа. В этом состоит принципиальный недостаток спиральных холодильных компрессоров по сравнению с поршневыми, который усугубляется с ростом степени сжатия.

Сравнивая поршневые и спиральные холодильные компрессоры, можно отметить, что коэффициент подачи спиральных компрессоров выше, чем у поршневых, при любой степени сжатия (рис. 5, а). Несмотря на это, изоэнтропический КПД двух разных по эффективности спиральных холодильных компрессоров в любом случае ниже изоэнтропического КПД поршневых холодильных компрессоров при степени сжатия, превышающей степень сжатия компрессоров, применяемых в кондиционировании воздуха (рис. 5, б).

Винтовые холодильные компрессоры

Винтовой холодильный компрессор по различным причинам иногда предпочтительнее для применения в холодильной технике, чем спиральный. Правда, речь идет о винтовых холодильных компрессорах, традиционно охлаждаемых маслом. Кроме того, в винтовых холодильных компрессорах большой объемной производительности можно «искусственно подпитать» процесс сжатия посредством ЭКОНОМАЙЗЕРНОГО РЕЖИМА (рис. 6).

В спиральных холодильных компрессорах реализовать это гораздо труднее, так как в них сечения каналов недостаточны для подвода газа. Возможность установки порта экономайзера ограничена толщиной стенок спиралей. Кроме того, затраты на подключение экономайзера к спиральным холодильным компрессорам относительно более высоки.

Поэтому в спиральных компрессорах часто используют неэкономичный впрыск жидкости, который в действительности лишь предотвращает тепловую перегрузку холодильного компрессора, не влияя на увеличение давления.

Винтовые и спиральные холодильные компрессоры рекомендуется применять при малых степенях сжатия (среднетемпературное охлаждение и кондиционирование воздуха), где они могут быть особенно эффективны. Но в отличие от спиральных винтовые холодильные компрессоры с масляным охлаждением и экономайзером при больших рабочих объемах являются наиболее интересным и перспективным решением для использования в холодильном оборудовании.

Выигрышные особенности

Учитывая все основные достоинства и недостатки рассмотренных типов холодильных компрессоров, компания BITZER создала новую серию холодильных поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, в которой с целью их усовершенствования подвергся модификации ряд существенных параметров, среди которых: плавность хода и шумовые характеристики, КПД, регулируемость производительности, габаритные размеры и масса, стоимость. Шумовые характеристики холодильных поршневых полугерметичных компрессоров серии Octagon с демпфером пульсаций в головке блока цилиндров. Несмотря на исключительную плавность хода, обусловленную конструкционными особенностями холодильных компрессоров этой серии, в отдельных случаях возникали значительные резонансные пульсации в нагнетательных трубопроводах. Как правило, такие пульсации сокращаются до приемлемой величины путем установки глушителей (демпферов) на трубопроводе. Недостаток такого технического решения состоит в том, что на участке нагнетательного трубопровода между демпфером и холодильным компрессором всегда присутствуют значительные пульсации. Полностью избежать негативного воздействия пульсаций давления в системе удалось благодаря новой головке блока цилиндров (рис. 1), где с помощью резонансного канала пульсации гасятся в месте их возникновения.

Сравнение характера пульсаций при стандартной и модифицированной головках блока цилиндров показано на рис. 2.

Стендовое измерение базовых шумовых характеристик поршневого полугерметичного компрессора не показало значительного их улучшения. Однако при работе поршневого компрессора в составе холодильной установки выявлено отчетливое уменьшение шумовых показателей. В связи с этим несколько серийных компрессорно-конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением были дополнительно подвергнуты многократным циклическим испытаниям на шумовые характеристики на расстоянии 1 м по DIN 45635. Затем были сопоставлены результаты испытаний, полученные на холодильном поршневом полугерметичном компрессоре серии Octagon без демпфера пульсаций (ДП), компрессоре серии Octagon с ДП и спиральном компрессоре.

Замеренные звуковые давления могут рассматриваться как типичные для агрегатов с конденсатором воздушного охлаждения. Очевидно снижение шума, которое достигается применением новых головок блока цилиндров (рис. 3). О том, насколько низкими являются эти шумовые характеристики, можно судить по рис. 4.

Холодильный поршневой полугерметичный компрессор серии Octagon с ДП оказывается не просто работающим тише спирального компрессора, но даже находится на уровне шумовых характеристик вентилятора компрессорно-конденсаторного агрегата.

Значительное снижение шумовых характеристик поршневых полугерметичных компрессоров BITZER позволило также достичь универсальности их применения во всех возможных типах установок. Было доказано, что поршневые компрессоры не только не являются более шумными и подверженными вибрациям, чем ротационные, но даже могут превосходить их по этим показателям.

Регулирование холодопроизводительности поршневых компрессоров изменением частоты вращения

Объемная производительность короткоходовых поршневых компрессоров оптимально регулируется путем изменения частоты вращения коленчатого вала. Хорошим примером является серия поршневых полугерметичных компрессоров Octagon, допустимый диапазон частот питающего тока для которой 30…60 Гц (стандартное исполнение) и 20…70 Гц (расширенный вариант исполнения)
(рис. 5).

Однако и это не предел. В одной из опытных установок, где изучались предельные возможности холодильных поршневых полугерметичных компрессоров, электродвигатель двухцилиндрового полугерметичного компрессора теплового насоса, представленного на рис. 6, успешно работал в диапазоне частот 20…80 Гц.

Существенное преимущество поршневых полугерметичных компрессоров, реализованное в конкретном проекте.

Если требуется регулировать холодильный компрессор морозильной установки изменением частоты вращения, необходимо учитывать, что, начиная с некоторой предельной частоты, ее повышение не вызывает увеличения холодопроизводительности. В этом случае можно применить вариант с двухступенчатым поршневым компрессором. В качестве примера рассмотрим экспериментальный компрессор для холодильной установки типового рефрижераторного контейнера.

Ни винтовой, ни спиральный холодильный компрессоры не подошли для выполнения этих требований(в частности, очень низким оказался КПД при частичной нагрузке). Но даже одноступенчатый поршневой компрессор с регулированием частоты вращения смог частично выполнить поставленную задачу. Однако затем оказалось, что при частоте питающего тока выше 80 Гц и t0 = –33 °C (R134a) повышение холодопроизводительности оказалось невозможным (рис. 7). Самое оптимальное решение было достигнуто при использовании двухступенчатого поршневого компрессора (рис. 8), который по холодопроизводительности превосходил одноступенчатый на 25 %.

Среднее потребление энергии за типичный цикл нагрузки было на 30 % меньше того же показателя для серийной машины. Благодаря использованию переохладителя хладагент R134а, типичный для кондиционирования воздуха, смог прекрасно работать в морозильных установках и по результатам сравнительных измерений обеспечил такие же показатели, что и R404A. Принципиальная схема установки показана на рис. 9.

Все требования по конструктивным размерам и холодопроизводительности были выполнены.Можно с уверенностью сказать, что в этом конкретном случае никакой другой тип холодильного компрессора не будет лучше, чем поршневой.

Таким образом, холодильные поршневые полугерметичные компрессоры все еще обладают значительным потенциалом развития, который позволит оптимально использовать их в холодильной технике и в будущем. Адаптация поршневых компрессоров к новым областям применения и хладагентам возможна при относительно низких издержках. По массе, плавности хода и компактности современные поршневые компрессоры вполне конкурентоспособны с ротационными. Регулирование изменением частоты вращения, пока еще не общепринятое для холодильных поршневых компрессоров, при широком использовании даст значительную экономию энергии.

ПОРШНЕВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 43Следующая ⇒

Компрессор холодильной установки служит для отсасывания пара агента из испарителя, сжатия и нагнетания его в конденсатор. Для паровых компрессионных холодильных машин используют поршне­вые, винтовые, роторные и центробежные компрессоры. Наиболее ши­рокое применение в холодильных установках морских транспортных судов получили поршневые компрессоры.

Поршневые компрессоры подразделяют по следующим признакам:

по холодопроизводительности: малые — до 10 тыс. Вт, средние от 10 тыс. до 50 тыс. Вт и крупные- свыше 50 тыс. Вт. по расположению осей и числу цилиндров: вертикальные двух­цилиндровые, V-образные четырехцилиндровые, W-образные шести­цилиндровые, У—У-образные восьмицилиндровые, звездообразные с десятью и большим количеством цилиндров.

В зависимости от расположения всасывающих клапанов компрес­соры могут быть двух видов: с расположением всасывающего 3 и на­гнетательного 1 клапанов в общей клапанной плите (рис. 93, а), при этом пространство под головкой компрессора разделено глухой пе­регородкой 2 на полости всасывания и нагнетания; с периферийным расположением всасывающего клапана 3, диаметр которого больше диаметра цилиндра (рис. 93, б).

В обеих схемах при ходе поршня 4 вниз давление над поршнем понижается и через всасывающий клапан 3 в цилиндр всасывается пар агента из испарителя. При ходе поршня вверх происходит сжатие пара, всасывающий клапан 3 закрывается и, когда давление в цилиндре превысит давление в конденсаторе, пар выталкивается через нагне­тательный клапан 1 в конденсатор. Конструкция компрессора с пери­ферийным расположением всасывающего клапана позволяет увеличить проходное сечение клапана и, следовательно, уменьшить дросселирова­ние при всасывании, а также применить простейший конструктивный способ регулирования подачи компрессора, осуществляемый путем принудительного отжима всасывающих клапанов.

По степени герметичности поршневые компрессоры делят на саль­никовые, бессальниковые и герметичные. По типу смазочного устройст­ва— на компрессоры с принудительной смазкой и со смазкой разбрыз­гиванием.

Для соединения электродвигателя с компрессором часто приме­няют клиноременную передачу, облегчающую и позволяющую полу­чить необходимое передаточное число.

Компрессор ФВ6. Компрессор (рис. 94) вертикальный, двухци­линдровый, работает на хладоне-12. D_цил == 67,5 мм,

S = 50 мм, частота вращения 1440 об/мин, холодопроизводительность 6978 Вт при t₀ = — 15° С и t_к = 30°С.

Картер 2, цилиндровый блок 9 и крышка компрессора 15 соединены между собой шпильками и гайками, прокладки 7 паронитовые. Ци­линдровый блок 9 имеет в верхней части ребра 10 для воздушного ох­лаждения

Вал 1 компрессора двухколенный с разворотом шеек под углом 180°, вращается в шари­ковом 3 и роликовом 21 опорных подшипниках. Для предотвращения смещения вала вправо на его тор­цевой части имеется каленый ша­рик 19, который вращается вместе с валом и упирается в сухарь 20. На концевой части 4 вала установ­лен на шпонке и крепится гайкой 5 шкив клиноременной передачи от

 

 

Рис. 94. Компрессор ФВ-6

электродвигателя. Нижняя головка шатуна 8 выполнена разъемной, вкладыши подшипника залиты баббитом. Верхняя головка — неразъем­ная, с бронзовой втулкой. Шатун соединен, с поршнем посредством плавающего поршневого пальца 11, который удерживается от осево­го перемещения пружинящими кольцами, вставленными в специаль­ные канавки тела поршня. Поршень имеет два уплотнительных 13 и одно маслосъемное 12 кольца.

Компрессор смазывается разбрызгиванием. Масло в картер зали­вают через пробку 30, а спускают через пробку 22. Для наблюдения за уровнем масла на картере имеется смотровое стекло 31. Между цилиндровым блоком 9 и верхней крышкой 15 находится клапанная плита 14, на которой расположены четыре всасывающих 18 и четыре нагнетательных 16 клапанов. Полость всасывания 25 герметично от­делена от полости нагнетания 24 перегородкой 17. Всасывающие клапа­ны — ленточные, выполнены из пружинной стальной ленты толщиной 0,2 мм.

При движении поршня вниз пластины прогибаются вниз в проре­зи клапанной плиты, пропуская всасываемый пар в полость цилиндра. При движении поршня вверх давлением из полости цилиндра пласти­ны выпрямляются и, плотно прижимаясь к седлу, закрывают проход агенту. Нагнетательные клапаны — пятачковые, имеют круглые сталь­ные пластины толщиной 0,4 мм, нагруженные легкой пружиной. При ходе поршня вверх давлением из цилиндра пластины клапанов подни­маются и пропускают пар агента из полости цилиндра в полость нагне­тания. При обратном ходе поршня пластины опускаются на свое сед­ло под действием разности давлений и усилия возвратной пружины. Нагнетательный клапан кроме возвратной имеет буферную пружину,

 

которая служит для предохранения кла­пана от поломки при гидравлических ударах вследствие попадания в цилинд­ры жидкого хладона или излишков масла. .

При работе компрессора пар хладо­на-12 всасывается из испарителя через всасывающий вентиль 27 и сетчатый фильтр 26 и подается в конденсатор через нагнетательный вентиль 23, уста­новленный на компрессоре В компрессорах холодильных уста­новок картер всегда сообщается со сто­роной всасывания компрессора. В рас­сматриваемой конструкции для этого предусмотрен канал 28. Это препятст­вует повышению давления в картере в результате пропусков через поршневые кольца, и давление в картере остается примерно равным давлению всасывания. Канал 28 служит также для стекания в картер масла, отделившегося от всасы­ваемого пара хладона. Для уменьшения уноса масла из картера паром агента установлена пробка 29 с небольшим отверстием.

Герметичность картера обеспечивает сальник 6, уплотняющий вал компрессора. Сальник должен предотвращать утечку агента из карте­ра, а также исключать подсос воздуха, когда давление в картере ниже атмосферного.

Рис. 95. Сальник с графитовым кольцом .

В крышке сальника (рис. 95) укреплено стальное кольцо 2. Обойма 4 и запрессованное в нее графитовое кольцо 3 вращаются вместе с ва­лом за счет трения, создаваемого между валом и кольцом 1, которое выполнено из хладономаслостойкой резины. Пружина 5 вращается вместе с валом и прижимает графитовое кольцо 3 к неподвижному сталь­ному кольцу. Герметичность картера обеспечивается плотным приле­ганием с одной стороны поверхностей стального 2 и графитового 3 колец, а с другой — резинового кольца 1 к валу и обойме 4.

Компрессоры ФВ6 применяют для охлаждения провизионных кла­довых. На базе той же поршневой группы выполнены компрессоры не­скольких других марок.

Компрессор ФУУ80 РЭ. Конструкция предусматривает У-У-образное расположение цилиндров Д_дил -— 101,6 мм, S =— 70 мм, п = = 1440 об/мин, холодопроизводительностью при работе на R12 188,4 кВт при t_n 5° С, t_K — 35° С. В блок-картер 3 (рис. 96) запрессованы чугунные цилиндровые втулки 4. Коленчатый вал двухколенный, с про­тивовесами 7, вращается в двух подшипниках качения. Кривошипы расположены под углом. 180°. На каждой мотылевой шейке вала за­креплены по четыре шатуна двутаврового сечения. Нижние головки ша­туна разъемные с вкладышами, залитыми баббитом. Верхние головки

неразъемные, с запрессованными бронзовыми втулками для плаваю­щих стальных пальцев. Всасывающие 5 и нагнетательные 6 полости парных цилиндров объединены каждая своим коллектором. Обе по­лости имеют встроенные вентили. Между нагнетательной и всасываю­щей полостями находится предохранительный клапан. Картер имеет переднюю 2 и две боковые крышки.

В связи с более высокими удельными нагрузками на подшипни­ки применена комбинированная смазка: шестеренный масляный на­сос 1, приводимый во вращение коленчатым валом через шестерни, забирает масло из нижней части картера через приемный сетчатый фильтр И и подает его по сверлению вала на поверхности мотылевых шеек. Для .регулирования давления в смазочной системе предусмотрен перепускной клапан, сбрасывающий избыток масла в картер. Осталь­ные трущиеся поверхности смазываются разбрызгиванием. Для на­блюдения за уровнем масла на боковой крышке картера имеется смот­ровое стекло. Масло, принесенное хладоном из испарителя, стекает в картер так же, как в компрессоре ФВ6. Вал уплотнен сальником 9.

Сальник компрессора (рис.97) имеет два комплекта уплотнительных колец. Каждый комп­лект состоит из чугунного непо­движного кольца /с графитовой вставкой и вращающегося с ва­лом уплотнительного кольца 2, посаженного на упругое кольцо 3 из хладонобензомаслостойкой резины. Нажим трущихся колец обеспечивается пружинами 7, установленными в обойме 6. Смазка и уплотнение сальника осуществляется маслом, пода­ваемым от маслонасоса через фильтр тонкой очистки 10 по трубке 8 (см. рис.96). Концевое уплотнение обеспечивает манжет 4 (см. рис. 97) из специальной резины. При нормальной работе сальника трубка 5 должна оставаться сухой.

Конструкция компрессора предусматривает регулирование его подачи. С этой целью он снабжен электромагнитным уст­ройством, размещенным в едином конструктивном узле со всасывающим и нагнетательным клапанами (рис. 98). Для прохода хладона из полости всасывания в цилиндр предусмотрены отверстия 7 в цилиндровой втулке 9, вставленной в блок — картер 8. Эти отверстия перекрываются кольцевой пластиной 11 всасывающего клапана.

 

 

Рис. 96. Компрессор ФУУ-80РЭ

 

Пластина прижимается к седлу 6 пружи­нами 4, которые упираются в латунное кольцо-упор 5. В корпусе 13 расположены также пластины 12 семи нагнетательных клапанов.

При движении поршня 14 вниз пластина 11 всасывающего клапана под действием разности давлений поднимается (высота подъема 3 мм) и пропускает пар в цилиндр. При обратном ходе поршня пластина 11 опускается на седло 6, поднимаются пластины 12 нагнетательных кла­панов (высота подъема 1,5 мм) и пар выталкивается в конденсатор. Над пластиной // в корпусе 13 встроена обмотка 3, один конец ко­торой впаян в корпус, а другой подведен к выводу 1, изолированному от корпуса текстолитовой втулкой 2. Полюсными наконечниками являются стальные зубцы 10.

При подаче импульса — напряжения 24 В — в обмотке 3 возни­кают электромагнитные силы, которые притягивают пластину 11 к зубцам 10. В результате цилиндр выключается из работы, так как поршень не сжимает пар, а выталкивает его обратно во всасывающую
полость. При снятии этого напряжения и подаче напряжения размаг­ничивания 6В пластина 11 опускается на свое седло и цилиндр снова

включается в работу. Таким образом, подача регулируется путем от­жима всасывающих клапанов электромагнитным устройством (отсюда РЭ — регулирование электромагнитное в марке компрессора). При отключении одной пары цилиндров подача компрессора снижается до 75% номинальной, при отключении второй пары цилиндров — до 50%, третьей — до 25%.

С целью уменьшения до минимума момента сопротивления при пуске электродвигателя и уменьшения нагрузки на подшипники ком­прессора, еще не получившие обильной смазки, электромагнитные кла­паны устанавливают на всех цилиндрах и при пуске подают напряже­ние 24 В на все катушки.

Аналогичное устройство имеют компрессоры ФУ-40РЭ.

 

Рис. 98. Устройство для отжима всасывающих клапанов компрессоров ФУУ-40РЭ

и ФУУ-80РЭ

 

Бессальниковые и герметичные компрессоры. Основным отличием бессальниковых и герметических компрессоров является встроенный в картер компрессора электродвигатель, что исключает необходимость в сальнике. Этим достигается компактность и бесшумность при работе. Деление компрессоров на герметичные и бессальниковые чисто услов­ное, ибо и те и другие имеют встроенные электродвигатели и не имеют сальника. Различие между ними заключается в том, что герметичный компрессор имеет корпус, состоящий из двух половин, обычно сварен­ных между собой, а корпус бессальникового компрессора имеет не­сколько съемных крышек.

Бессальниковые компрессоры отечественная промышленность выпус­кает типов ФВБС, ФУБС, ФУУБС. Компрессо­ры 2ФУБС-12 и 2ФУБС-9 (рис. 102) четырехцилиндровые, У-образные, с утлом развала цилиндров 90°.

Блок цилиндров и картер компрессора отлиты воедино и обра­зуют блок-картер б, удлиненный в сторону электродвигателя. В блок-картер запрессованы цилиндровые втулки. Коленчатый вал двух­коленный, опирается на сферический 12 и роликовый 15 подшипники. Шатунные шейки расположены под углом 180°. На каждой шейке кре­пится по два шатуна. На консольную часть вала насажен ротор 11 электродвигателя. Внутри блок-картера посредством двух штифтов кре­пится статор 10 электродвигателя. На боковой стенке картера имеет­ся вывод, к которому присоединяют с одной стороны выводные концы электродвигателя, встроенного в компрессор, а с другой — кабель от питающей сети.

 

 

17 16 15 14 13 12

Рис. 102. Компрессоры 2ФУБС-12 и 2ФУБС-9

 

Смазывание компрессора комбинированное. Шестеренный насос IS затопленного типа, связан с коленчатым валом приводными шестерня­ми 2 и /. Масло забирается насосом 16 из картера через фильтр 14, нагнетается по трубке в ложный подшипник 3 и из» него через сверле­ния в коленчатом валу поступает к нижним шатунным головкам. Дав­ление масла регулируется перепускным клапаном, укрепленным на ложном подшипнике. Зеркало цилиндров, поршни, подшипники ка­чения смазываются маслом, разбрызгиваемым посредством противо­весов 13. Для осмотра, разборки и ремонта предусмотрены съемные крышки: передняя 17, верхняя 5, задняя 9 и две боковые со встроен­ными стеклами для контроля за уровнем масла в картере. На переднем фланце блок-картера имеется пробка для слива масла (на рис. 102 не показана). При работе компрессора пар хладона из испарителя через всасывающий вентиль 7 и сетчатый фильтр 8 поступает в полость элек­тродвигателя и далее во всасывающую полость верхней крышки 5. Оттуда пар агента попадает в цилиндры, а затем через нагнетательные клапаны и нагнетательный вентиль 4 подается в конденсатор. Электро­двигатель охлаждается холодным всасываемым паром хладона, кото­рый при этом значительно перегревается. Для изготовления электро­двигателей применяют материалы, стойкие к действию хладона и масла. Весь ряд бессальниковых компрессоров надежно работает на R12 и R22 в достаточно широком диапазоне температур. На базе этих компрессоров выполняют холодильные машины рефриже­раторных контейнеров.

По мере повышения надежности изоляции электродвигателя и внед­рения конструктивных решений, обеспечивающих удобство ремонта, бессальниковые компрессоры получают все более широкое применение.

Герметичные компрессоры имеют наружный герметичный корпус, состоящий из двух стальных цилиндрических половин, соединенных обычно сваркой. Для данных компрессоров характерно вертикальное расположение вала, причем электродвигатель находится над компрес­сором, что уменьшает попадание на него масла. Герметичные компрес­соры применяют в домашних холодильниках и сатураторных уста­новках. Ряд компрессоров типа ФГП, работающих на R22 (см. табл. 3), разработан для автономных кондиционеров типа «Нептун». В судовых условиях герметичные компрессоры не ремонтируют.

Поршневые компрессоры как на судах, так и на берегу являются основным оборудованием для получения холода в количестве менее 400 кВт, так как являются лучшими по энергетическим характеристи­кам при этой холодопроизводительности.

Научно-исследовательские организации постоянно ведут работы по дальнейшему совершенствованию конструкций поршневых компрес­соров, широкому использованию легких, прочных и коррозионно-устойчивых сплавов. В то же время остаются неустранимыми прису­щие недостатки компрессоров: тихоходность из-за наличия возврат­но-поступательно-движущихся частей; сложность, связанная с нали­чием шатунно-поршневой группы и клапанов и др.

Винтовые холодильные компрессоры получают все большее распростране­ние на судах. К их преимуществам относят: надежность, долговечность, быстро­ходность, возможность применения несложного в конструктивном отношении способа плавного регулирования подачи (от 10 до 100%) и др.

Выпускаемые винтовые компрессоры рассчитаны на холодопроизводительность при работе на R22 от 200 до 1800 кВт в одном агрегате. Применяют их в основном на рефрижераторных и рыбопромысловых судах, а также газовозах. В будущем, по мере создания винтовых компрессоров, рассчитанных на мень­шую холодопроизводительность, их будут применять в установках кондицио­нирования воздуха пассажирских судов, для охлаждения рефрижераторного трюма судов комбинированного типа и других целей.

 

 



Конструкции фреоновых компрессоров систем холодильных установок

Общие сведения

Парокомпрессорные холодильные установки в зависимости от применяемого типа компрессора разделяют на роторные, поршневые и центробежные.

Первые применяют в холодильных установках малой холодопроизводительности (до 10000 кДж/ч), вторые — при холодопроизводительности до 800000 кДж/ч, третьи — при холодопроизводительности выше 800000 кДж/ч.

Для целей рефрижерации на судах используют автоматизированные парокомпрессорные установки с непосредственным испарением хладагента (фреон-12, фреон-22 или их смеси) в испарительных батареях.

Независимо от типа компрессора состав элементов и принцип действия парокомпрессорных холодильных установок одинаков.

Обзорная и принципиальная схема парокомпрессорной холодильной установки представлена на рис. 6.1 и включает следующие основные элементы: компрессор 1, теплообменник 3, терморегулирующий вентиль 4, вентилятор 5 и испаритель, которые соединены трубопроводами в замкнутую герметичную систему, обеспечивающую циркуляцию хладагента.

Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя, что обеспечивает низкое давление, а следовательно, и низкую температуру кипения хладагента, и для сжатия паров до давления, при котором они могут конденсироваться при данной температуре охлаждающей воды.

Пары фреона, засасываемые компрессором из испарительных батарей, сжимаются до давления 0,5-0,8 МПа (5-8 бар), определяемого температурой охлаждающей забортной воды, и подаются в конденсатор.

Конденсаторы кожухотрубного типа служат для охлаждения перегретых после компрессора паров хладагента до температуры конденсации и конденсации их.

В конденсаторе тепло, которое отбирает от охлаждаемых помещений, и тепло, которое сообщается хладагенту при сжатии в компрессоре, передается охлаждающей забортной воде. Из конденсатора жидкий фреон поступает в ресивер и из нижней его части через клапан и фильтр осушитель жидкий фреон поступает в змеевик теплообменника.

В теплообменнике происходит теплообмен между парами, выходящими из испарителя и жидким хладагентом, который выходит из конденсатора. При этом температура жидкости перед терморегулирующим вентилем становится ниже температуры конденсации (хладагент переохлаждается), а влажный пар после испарителя подсушивается до сухого насыщенного пара и несколько перегревается. Терморегулирующий вентиль дросселирует жидкий хладагент от давления конденсации до давления кипения, регулирует количество хладагента, подаваемого в испаритель, таким образом, чтобы он успевал выкипеть, и в виде паров через теплообменник отсасывается компрессором.

Принципиальная схема и теоретический цикл одноступенчатых парокомпрессионных холодильных машин

Основное назначение судовых холодильных машин — поддержание заданных температур в охлаждаемых помещениях (рефрижераторных трюмах, провизионных кладовых, охлаждаемых контейнерах) и в других охлаждаемых объектах. Идеальным холодильным циклом для судовых машин является обратимый обратный цикл Карно, верхняя граница которого определяется температурой окружающей среды, в судовых условиях — это температура забортной воды t_w (T_w, а нижняя граница определяется наиболее низкой температурой охлаждаемого объекта t_об. Такой идеальный холодильный цикл теоретически можно получить в одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машине.

Действие машины при осуществлении обратимого обратного цикла Карно представляется следующим образом: в испарителе -И- хладагент кипит при температуре t_об и соответствующем ей давлении р за счет теплоты охлаждаемого объекта. В диаграмме S-T этот процесс показан штриховой линией 4’—1’. Влажный пар хладогента непрерывно отсасывается из испарителя компрессором КМ, адиабатно (при s = const), сжимается в нем (штриховая линия 1’-2’) до давления конденсации — р’_к, соответствующего температуре t и подается в конденсатор КН. где происходит его конденсация при неизменных давлении и температуре (штриховая линия 2’-3’). Отвод теплоты конденсации осуществляется охлаждающей забортной водой. Жидкий хладагент возвращается в испаритель через расширительный цилиндр-детандер рЦ, в котором происходит адиабатное понижение давления и температуры хладагента (штриховая линия 3’-4’) до исходных значений (р’_о и t_об ).

В реальном расширительном цилиндре полезная работа из-за ряда потерь практически оказывается близкой нулю, расширения — близким к процессу дроссселирования, в связи с этим от расширительного цилиндра отказались, заменив его более простым дроссельным устройством — регулирующим клапаном, позволяющим изменить степень заполнения испарителя кипящим хладагентом.

Общие сведения о фреоновых компрессорах

Фреоновые компрессора, работающие на фреоне-12 имеют некоторые конструктивные особенности, обусловленные тепловыми и физико-химическими свойствами фреона. Эти компрессора в большинстве случаев выполняются без водяной рубашки вследствие того, что температура сжатия паров фреона незначительная. Вместо водяной рубашки применяется воздушное охлаждение за счет ребер, устроенных в верхней части цилиндров и в крышках.

Так как компрессоры, работающие на фреоне-12, всасывают перегретые пары значительной повышенной температуры, поэтому они имеют увеличенную площадь сечения каналов и возможность гидравлических ударов в цилиндрах почти исключается. Поршневые холодильные компрессоры по конструкции механизма движения делятся на две группы, имеющие принципиальные различия: крейцкопфные и безккрейцкопфные. В судовых холодильных установках применяются только бескрейцкопфные поршневые компрессоры.

Малые и средние компрессоры выполняются, как правило, со встроенными электродвигателями — герметичными и бессальниковыми.

Современные безкрейцкопфные поршневые холодильные компрессоры, как правило, выполняются блок-картерными, т. е. блок цилиндров и картер у них объединяются в общую конструкцию, которая снабжается сменными рабочими втулками цилиндров. Унификация поршневых холодильных компрессоров, проводимая путем деления их на базы с одинаковыми ходом поршня и диаметром цилиндра, позволила сократить число серий выпускаемых компрессоров.

Ниже рассмотрим поршневой бескрейцкопфный непрямоточный одноступенчатый сальниковый компрессор П220 базы 1V ряда унифицированных поршневых компрессоров новой градации (см. рис. 6.2-6.3).

Корпус компрессора состоит из блок-картера 1 с двумя боковыми 6 и передней 10 крышками и проставок 16 с верхними крышками 17. Все корпусные детали отлиты из чугуна. Число проставок определяется числом пар цилиндров в компрессоре. Проставки крепятся к блок-картеру болтами 18. Разъемы между блок-картером и проставками уплотнены прокладками из паранита. В проставках между верхними крышками и блок-картером образована нагнетательная полость компрессора. Сам блок-картер перегородкой.15 разделен на всасывающую полость и картер. В перегородке предусмотрены уравнительные отверстия 5, позволяющие отсасывать пары хладагента из картера; через эти же отверстия в картер возвращается масло, отделяющееся от хладагента во всасывающей полости.

Цилиндровые втулки чугунные, на наружной поверхности имеют два посадочных пояска. Посадка втулок в блок-картер скользящая.

Коленчатый вал 12 стальной, штампованный, двухколенный, двухопорный. Колена выполнены под углом 180°. На каждой мотылевой шейке расположено четыре шатуна 4, ( в других компрессорах типа П может быть расположено три или два шатуна в зависимости от числа цилиндров в компрессоре). На коренные шейки напрессованы роликовые сферические подшипники 13 и 23. Вал с подшипниками установлен в стаканах 14 и 22, размещенных в расточках в передней и задней стенках блок-картера. Передний подшипник 13 зафиксирован, задний может перемещаться в стакане 22, что необходимо для компенсации линейного расширения вала при изменении температуры.

Шатуны 4 стальные штампованные. В верхнюю головку запрессована втулка, выполненная из бронзы. Нижняя головка шатуна имеет косой разъем, что облегчает сборку. В ней установлены тонкостенные биметаллические вкладыши. Рабочая поверхность вкладышей покрыта слоем антифрикционного алюминиевого сплава АСМ.

Поршни 3 литые из алюминиевого сплава. При сборке с шатуном поршневой палец 21 запрессовывают в поршень и фиксируют от продольных перемещений двумя замковыми шайбами. Верхняя часть поршня имеет специальную форму, повторяющую очертание корпуса всасывающего цилиндра. В верхней части поршня расположены уплотнительные кольца 20, в нижней — маслосъемное кольцо. Поршневые кольца изготовлены из термостабилизированного капрона. Необходимая упругость колец достигается установкой в канавке между кольцом и телом поршня стальных экспандеров. Кольца из капрона обладают высокой износостойкостью. Их применение увеличивает срок службы цилиндровых втулок.

Смазка компрессора осуществляется в расточке передней стенки блок-картера. В картере поддерживают уровень масла выше сетчатого фильтра грубой очистки 8, расположенного на дне картера.

Средний поршневой бескрейцкопфный непрямоточный одноступенчатый бессальниковый холодильный компрессор ПБ

По конструкции основные узлы и детали современных средних компрессоров мало отличаются от используемых узлов в крупных компрессорах.

Новый ряд средних бессальниковых непрямоточных компрессоров выполняется с чугунными или алюминиевыми корпусами, с минимальным количеством разъемов, с числом цилиндров четыре, шесть или восемь. Двух опорные коленчатые валы устанавливают на подшипниках качения или скольжения. При этом, как правило, один подшипник расположен на конце шейки вала, а другой — между шатунно-мотылевым механизмом и электродвигателем. Двухопорная схема вала 11 и блок-картер 1 компрессора обеспечивают равномерность зазора между ротором 3 и статором 4 встроенного электродвигателя. Ротор располагают консольно для облегчения его монтажа и демонтажа. Уровень масла в картере должен быть не менее, чем на 5 мм, ниже зазора между ротором и статором, так как наличие масла в зазоре приводит к росту подводимой мощности и увеличивает унос масла из компрессора. Масло забирается из картера масляным насосом 6 через фильтр 5 и подается через фильтр тонкой очистки в камеру 7, откуда поступает в сверление вала.

По конструкции цилиндровые втулки 2 шатуно-поршневая группа 10 и детали клапанного устройства 8 и 9 аналогичны используемые в компрессоре П220.

Интенсивное охлаждение встроенного электродвигателя всасываемым парами хладагента, поступающим в компрессор через фильтр 12, позволяет увеличить нагрузку двигателя в 1-1,8 раза по сравнению с его номинальной мощностью.В связи с этим бессальниковые компрессоры могут иметь встроенные двигатели значительно меньшей номинальной мощности и массы, чем открытые. Однако пусковой момент у встроенных электродвигателей должен быть повышенным разгружающий запуск.

Для обеспечения нормальной работы в режимах с уменьшенной массой всасываемого пара изоляция обмотки электродвигателя должна длительно выдерживать температуру до 125°С с учетом свойств среды, в которой работает двигатель.

Клапанная группа компрессора П220

Клапанная группа компрессора П220 показана на рис. 6.6. Верхний торец буртика цилиндровой втулки 1 служит седлом кольцевого всасывающего клапана 3. Всасываемый пар-хладогент проходит через отверстия 2, просверленные в буртике цилиндровой втулки.

Корпус всасывающего клапана 4, установленный на буртике цилиндровой втулки, служит седлом нагнетательных клапанов 12. Кольцевые пластины всасывающего 3 и нагнетательных 12 клапанов подпружинены. Специальный фланец 5, устанавливаемый с помощью четырех шпилек 6 на блок-картере 13, прижимает корпус всасывающего клапана к цилиндровой втулке. Этот фланец выполняет также роль направляющей для розетки 7 нагнетательных клапанов, прижатой к корпусу всасывающего клапана буферной пружиной 8. Буферная пружина, направляющие втулки 9 и 11, винт 10 и розетка 7 нагнетательных клапанов образуют ложную крышку. Такое устройство предохраняет механизм движения компрессора от больших перегрузок и гидравлических ударов при попадании жидкого хладагента в цилиндр. Под давлением несжимаемой жидкости розетка нагнетательных клапанов поднимается, сжимая буферную пружину, и жидкость перепускается в нагнетательную полость через каналы в нажимном фланце.

Для обеспечения нормальной работы компрессора при длительной эксплуатации необходимы: качественное уплотнение в соединениях корпус всасывающего клапана — буртик цилиндровой втулки и цилиндровая втулка — блок-картера; строгое соблюдение величины линейного мертвого пространства (зазор между днищем поршня и корпусом всасывающего клапана должен быть 0,8-1,2 мм).

Сальник компрессора П220

Сальник компрессора П220 по принципу действия и конструкции однотипен с сальником компрессора П80. Сальник пружинный, торцового типа, двусторонний, маслозаполненный. Двустороннее уплотнение позволяет удерживать масло в камере сальника. Торцовое уплотнение в сальнике достигается за счет трения между стальными кольцами 1, вращающимися вместе с валом, и неподвижными кольцами 2, выполненными из антифрикционного металлизированного графита. Предварительно сжатыми пружинами 6, расположенными в обойме 3, стальные кольца через нажимные кольца 4 и упругие кольца 5 прижаты к неподвижным. Упругие кольца из хладономаслостойкой резины или фторопласта компенсируют неточности сборки сальника, обеспечивая плотное прилегание трущихся колец, и одновременно служат уплотнением по валу.

Литература

Вспомогательные механизмы и судовые системы. Э. В. КОРНИЛОВ, П. В. БОЙКО, Э. И. ГОЛОФАСТОВ (2009)

Похожие статьи

Компрессоры холодильные

Тип компрессора по конструктивному исполнению:

1. Спиральный – герметичный необслуживаемый компрессор. Обладает высокой надёжностью, стойкостью к попаданию жидкого хладагента и твёрдых частиц, относительно низкой ценой. Например Copeland ZB38KCE-TFD-551.
2. Герметичный поршневой – необслуживаемый компрессор, как правило малой или средней мощности. Например MTZ 80HP4BVE.
3. Полугерметичный поршневой – ремонтопригодный компрессор средней или высокой мощности. Например Frascold Z 30 — 126Y.
4. Полугерметичный винтовой – роторный компрессор высокой или очень высокой мощности. Обладает высоким коэффициентом полезного действия, стабильностью работы и широкими возможностями по регулированию производительности. Например Bitzer HSK 6461-60-40P.

Компрессоры также можно разделить по назначению – диапазону требуемой температуры в охлаждаемом объёме:

1. Низкотемпературный компрессор – применяется в холодильных установках для заморозки или хранения замороженных продуктов при температуре ниже нуля. Например спиральный компрессор Copeland ZF25K5E-TFD-567.
2. Среднетемпературный компрессор – применяется для поддержания температуры в пределах -4…+15 градусов. Например Copeland ZB76KCE-TFD-551.
3. Высокотемпературный компрессор – используется в системах кондиционирования воздуха. Например Copeland ZR72KCE-TFD-522.
4. Холодильные компрессоры с широким рабочим диапазоном могут работать по различному назначению при разнообразных требуемых температурах. Например Copeland 4MU-25X STREAM.
5. Компрессоры для тепловых насосов – по сути являются высокотемпературными компрессорами, однако могут иметь конструктивные особенности для работы в тепловых насосах.

Следует отметить, что назначение компрессора зависит от его рабочего диапазона (пределов), который можно представить в виде графика, на котором по горизонтальной шкале расположена температура кипения, а по вертикальной температура конденсации. Рабочий диапазон зависит от конструктивных особенностей компрессора и применяемого хладагента. Ниже представлен пример графика пределов широкодиапазонного компрессора Copeland Stream 4MA-22X для хладагента R404A.

График пределов широкодиапазонного компрессора Copeland Stream 4MA-22X для хладагента R404A

Большинство современных компрессоров могут работать с несколькими популярными хладагентами. Например компрессор Bitzer 4EES-6 может работать с фреоном R22, R134a, R404A, R407C, R507A, R407A, R407F и многими другими. Особое внимание нужно уделить при выборе компрессора для хладагента R22. Дело в том, что этот устаревающий фреон работает с минеральным маслом, а практически все новые компрессоры заправлены синтетическим маслом. Поскольку во избежание вспенивания в картере различные масла в холодильной системе смешивать не рекомендуется, потребуется замена масла.

Определённой спецификой обладает фреон R410A. Это высокотемпературный хладагент, применяемый в основном в кондиционировании. Холодильная система заправленная R410A работает под более высоким давлением, поэтому для этого фреона разработаны специальные компрессоры. Например компрессор Danfoss Performer Sh284A4ALC.

Холодопроизводительность любого компрессора зависит от следующих параметров: тип хладагента, температура кипения, температура конденсации, а также температура всасываемого газа и переохлаждение хладагента. При снижении температуры кипения или при увеличении температуры конденсации холодопроизводительность уменьшается. Температуру всасываемого газа и переохлаждение учитывают обычно по стандартным значениям. Например для стандарта EN 12900 температура всасываемого газа равняется +20°С, а переохлаждение равняется 0К.

Это следует учитывать при подборе и сравнении различных компрессоров по мощности. Получая данные по холодопроизводительности всегда нужно уточнять при каких параметрах получается это значение.

Зачастую производители комплектуют один и тот же компрессор различными электродвигателями, что позволяет выбрать компрессор с подходящим типом электропитания:

1. 3 фазы/380 В/50 Гц;
2. 1 фаза/220 В/50 Гц;
3. 3 фазы/220 В/50 Гц;
   и более экзотические варианты, которые мы рассматривать не будем.

Многие современные холодильные компрессоры способны на регулирование производительности. Регулирование производительности увеличивает холодильный коэффициент, позволяет адаптироваться оборудованию под нагрузку и условия окружающей среды. Производители используют различные технические подходы к регулированию производительности. Это могут быть перепускные клапаны, отключение части цилиндров, частотные преобразовали и другие способы.

Поршневые холодильные компрессоры — Справочник химика 21

    РИС. 2. Непрямоточный поршневой холодильный компрессор  [c.45]

    Для потребителя типа двигатели необходимо различать двигатели, приводящие в действие устройства с большим моментом сопротивления (см. рис. 55.3), например, поршневые холодильные компрессоры, и приводные двигатели механизмов с низким моментом сопротивления (например, осевой вентилятор, для вращения которого достаточно легкого дуновения ветра). [c.308]

    УНИФИКАЦИЯ ПОРШНЕВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ КОМПРЕССОРОВ [c.94]

    Поршневые холодильные компрессоры характеризуются в основном холодопроизводительностью, эффективной мощностью на валу компрессора и эффективной холодопроизводительностью, т. е. отношением холодопроизводительности компрессора к подводимой мощности. Эти показатели зависят от условий работы компрессора, т. е. от температуры всасывания и давления всасывания и нагнетания. [c.146]

    ПОРШНЕВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ КОМПРЕССОРЫ [c.18]

    Поршневые холодильные компрессоры классифицируют по холодопроизводительности, конструктивным особенностям и характеру рабочего процесса. [c.18]

    Поршневые холодильные компрессоры 19 [c.19]

    Поршневые холодильные компрессоры 21 [c.21]

    Поршневые холодильные компрессоры 23 [c.23]

    Конструкция фреоновых поршневых холодильных компрессоров имеет ряд особенностей, обусловленных свойствами фреона-12. Так как объемная холодопроизводительность фреона-12 примерно на 40% меньше, чем у аммиака (при нормальных условиях), то размеры цилиндров (при равной холодопроизводительности) у фреоновых компрессоров будут всегда больше, чем у аммиачных. [c.23]

    По принципу действия фреоновые поршневые холодильные компрессоры не отличаются от аммиачных. [c.23]

    Поршневые холодильные компрессоры 25 [c.25]

    В связи с тем что в настоящее время во многих отраслях промышленности используются преимущественно поршневые холодильные компрессоры, книга и посвящена этим компрессорам, тем более, что вопросы, разбираемые в ней, практически не затрагиваются или очень слабо освещаются в литературе по холодильным установкам. [c.3]

    Поршневые холодильные компрессоры различают по расположению цилиндров — горизонтальные, вертикальные, угловые V-, -Ш-, ио-образные и радиальные  [c.36]

    Компрессор является основным элементом компрессорной холодильной машины. До шестидесятых годов в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в основном применялись поршневые холодильные компрессоры, поставляемые отдельно от аппаратов холодильных машин и установок. В настоящее время холодильным машиностроением освоен выпуск агрегатированных поршневых холодильных машин с большой степенью заводской готовности. [c.72]

    В холодильных станциях и установках, в которых размещаются оппозитные поршневые холодильные компрессоры и холодильные турбокомпрессоры, устанавливается один насос. Если невозможно [c.299]

    КОНСТРУКЦИИ ПОРШНЕВЫХ холодильных КОМПРЕССОРОВ и АГРЕГАТОВ Развитие конструктивных форм поршневого холодильного компрессора [c.241]

    Конструкции поршневых холодильных компрессоров и агрегатов [c.242]

    Развитие конструктивных форм поршневого холодильного компрессора 245 [c.245]

    Современные отечественные поршневые холодильные компрессоры [c.250]

    Требования, предъявляемые к поршневым холодильным компрессорам [c.258]

    В настоящее время широко используют поршневые холодильные компрессоры холодопроизводительностью при так называемых стандартных условиях (сравнительных, наиболее распространенных значениях 1и, и / ) ОТ деснткои ватт до примерно 250 кВт. Однако, несмотря на совершенство, поршневые компрессоры понемногу уступают место компрессорам других типов, отличающимся более длительным рабочим ресурсом, меньшей виброактивностью и большей компактностью. [c.50]

    Вместе с тем К125 имеет более низкую (по сравнению с К22 и К502) температуру нагнетания и высокий массовый расход при низких давлениях всасывания. Поршневые холодильные компрессоры, работающие на Я125, характеризуются оптимальным наполнением цилиндра, а следовательно, имеют большой коэффициент подачи. [c.29]

    Современные поршневые холодильные компрессоры конструиру ют исключительно по непрямоточ ной схеме. Это объясняется тем что у непрямоточных компрессоров по сравнению с прямоточными существенно короче > и, главное легче поршень, что позволяет де лать их более компактными и го раздо более высокооборотными. [c.44]

    Поршневые холодильные компрессоры выпускают многих типов их различают по конструкции кривошипно-шатунного механизма бескрейцкопфные простого действия и крейц-копфные двойного действия по способу прохождения пара через цилиндры прямоточные и непрямоточные по расположению цилиндров горизонтальные, угловые, вертикальные, У-образные, Ш-образные, УУ-образные и радиальные по выполнению цилиндров блок-кар- [c.148]

    Цырлин Б. Л. Экспериментальное исследование энергетических характеристик поршневых холодильных компрессоров, в сб. Труды ВНИИхолодмаш , вып. 1, М., 1969. [c.346]

---

АНО ДПО «УКЦ «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА»

Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры. Схема работы такого компрессора показана на Рис.5 а, б.

Схема работы поршневого компрессора.

Рисунок 5 а, б

1 — выпускной клапан;	7 — давление нагнетания;
2 — линия нагнетания к конденсатору;	8 — давление в цилиндре;
3 — поршень;	9 — давление всасывания;
4 — цилиндр;	10 — головка клапанов;
5 — шатун;	11 — линия всасывания от испарителя;
6 — коленчатый вал;	12 — впускной клапан.

Сжатие газа обеспечивается поршнем ( 3 ) при его движении вверх по цилиндру ( 4 ).

Перемещение поршня обеспечивается электродвигателем через коленчатый вал ( 6 ) и шатун ( 5 ).

Всасывающие и выпускные клапаны открываются и закрываются под действием давления газа.

Фаза всасывания хладагента показана на Рис.5 а. Поршень ( 3 ) начинает опускаться в цилиндре ( 4 ) от верхней «мёртвой точки». При движении поршня вниз, над поршнем создаётся разряжение и парообразный хладагент через открытый впускной клапан ( 10 ) всасывается в цилиндр.

Фаза сжатия и выпуска разогретого пара высокого давления показана на Рис. 5 б. Поршень двигается в цилиндре вверх и сжимает пар. Выпускной клапан ( 1 ) открывается, и пар под давлением выходит из компрессора. Конструкция цилиндра такова, что поршень никогда не касается головки клапана ( 10 ), всегда оставляя некоторое свободное пространство, называемое «мёртвым объёмом».

Поршневые компрессоры производятся в различных модификациях. В зависимости от типа конструкции компрессора и от типа электродвигателя различают следующие типы:

• герметичные;
• полу — герметичные;
• открытые.

В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор находятся в едином герметичном корпусе. Мощность таких компрессоров может составлять от 1,7 до 35 кВт. Они широко используются в холодильных машинах малой и средней мощности.

Типовой герметичный компрессор показан на Рис. 5 в.

Поршневой герметичный компрессор

Рисунок 5 в

1 — обмотка электродвигателя;	4 — пружинный амортизатор;
2 — сердечник электродвигателя;	5 — коленчатый вал;
3 — глушитель;	6 — цилиндр;
7 — шатун.

В полу — герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор — закрыты. Они соединены напрямую и расположены по горизонтали в едином разборном контейнере. Эти компрессора производятся в широкой линейке мощностей от 30 до 300 кВт. В случае повреждения можно вынимать электродвигатель, получая доступ к клапанам, поршню, шатунам и другим повреждённым частям.

Они широко применятся в холодильных машинах средней и средне-большой мощности.

Общий вид полу — герметичного компрессора показан на Рис. 5 г.

Полу — герметичный компрессор.

Рисунок 5 г

В открытых компрессорах электродвигатель расположен снаружи. Вал с соответствующими сальниками выведен за пределы корпуса. Соединение электродвигателя с компрессором может быть прямым (в линию) либо через трансмиссию.

Охлаждение электродвигателя герметичных и полу — герметичных компрессоров производится самим же всасывающим хладагентом.

Регулирование мощности холодильной машины может выполняться как в режиме «пуск-остановка», так и сплавной регулировкой скорости вращения компрессора, с использованием специальных устройств, называемых инверторами.

В полу — герметичных компрессорах регулирование мощности может обеспечиваться также перепуском газа с выхода на вход либо закрытием всасывающего клапана одного из нескольких цилиндров.

Для привода компрессора используются, в зависимости от мощности, однофазные с конденсаторным пуском или трёхфазные электродвигатели.

Основным недостатком поршневого компрессора является наличие пульсаций давления паров хладагента на выходе из компрессора, а также большие пусковые нагрузки. Поэтому электродвигатель должен иметь запас мощности для пуска компрессора и иметь акустическую защиту для снижения уровня шума.

Количество запусков компрессора является наиболее критичным для его срока службы. Именно на режиме запуска происходит большое количество отказов, поэтому система управления холодильной машины ограничивает время между повторными пусками компрессора (как правило, не менее 6 минут) и время между основным и повторным пуском (2 — 4 минуты).