Фреоновые холодильные агрегаты и машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фреоновые холодильные агрегаты и машины

Все современные фреоновые холодильные агрегаты являются автоматическими.

Фреоновый испарительно-конденсаторный агрегат АИК (рис. 77) состоит из испарителя 10, конденсатора 11, теплообменника 2, регулирующих вентилей 7, 9, арматуры и приборов автоматики.

Испарительно-конденсаторные и другие аппаратные агрегаты фреоновых холодильных машин делают часто безрамными. Несущей частью служат корпуса испарителей и конденсаторов, к которым на специальных лапах и кронштейнах крепят вспомогательную аппаратуру и регулирующие станции.

Рис. 77. Фреоновый испарительно-конденсаторный агрегат АИК-300:

1 -- щит для приборов, 2 -- теплообменник, 3, 5 -- соленоидные вентили, 4, 6 -- фреоновые фильтры, 7, 9 -- регулирующие вентили, 8 -- терморегулирующий вентиль, 10 -- испаритель, 11 -- конденсатор

Рис. 78. Испарительно-регулирующий агрегат:

1 -- теплообменник, 2 -- регулирующая станция, 3 -- испаритель, 4 -- ресивер

Испарительно-регулирующие агрегаты (рис. 78) фреоновых холодильных машин АИР состоят из кожухотрубного испарителя 3, ресивера 4, теплообменника 1 и регулирующей станции 2.

Для более удобной разводки трубопроводов и улучшения стока хладагента испарители в агрегатах АИР располагают сверху, а в агрегатах АИК снизу (наиболее заполненный хладагентом аппарат должен находиться внизу).

При конструировании фреоновых аппаратных агрегатов основным требованием является обеспечение беспрепятственного возврата масла из испарителя в компрессор.

Для возврата масла из кожухотрубных испарителей необходимо отбирать из них влажный пар, в капельках которого содержится растворенное масло.

Для небольших холодильных установок применяют автоматизированные компрессорно-конденсаторные агрегаты на фреоне-22 типа АК-АУ145/1, АК-АУУ190/II и АК-АУУ190/I. При необходимости работы с промежуточным хладоносителем эти агрегаты, дополненные испарительно-регулирующими агрегатами со щитами сигнализации и управления, образуют холодильные машины ХМ-АУ145/I--II и ХМ-АУУ190/I--II.

Для комбинированного получения холода и тепла применяют серийные агрегатированные тепловые насосы марок НТ-25, 40 и 80.

Комплексные фреоновые холодильные машины получили широкое распространение. Они состоят из компрессорных и аппаратных агрегатов.

Так на базе компрессорно-конденсаторных агрегатов АК-ФУ40 и АК-ФУУ80 изготавливаются холодильные машины ХМ-ФУ40 и ХМ-ФУУ80, работающие на фреоне-12.

Рис. 79. Принципиальная схема холодильной машины ХМ-ФУУ80:

1 -- компрессор ФУУ 80; 2 -- реле давления РД-1, 3 -- электродвигатель. 4 -- конденсатор КРТР-80, 5 -- ресивер РЛФ-0,16, 6 --испаритель ИТР-100, 7 -- теплообменник ТФ-80, 8 -- терморегулирующий вентиль ТРВ-100, 9 -- соленоидный вентиль СВФ-40, 10 -- осушитель-фильтр ОФФ-40

На рис. 79 приведена принципиальная схема машины ХМ-ФУУ80, состоящей из компрессорно-конденсаторного агрегата АК-ФУУ80 и испарительно-регулирующего агрегата АИР-200.

Из компрессоров ФУ-175/2Д и ФУУ-350/2Д и испарительно-конденсаторных агрегатов АИК-300А и АИК-800 собирают холодильные машины, предназначенные для получения больших количеств охлажденной воды. фреоновый аммиачный холодильный агрегат

Для получения холода до --40° С служат холодильные машины ХМ-22ФВ100/1Д, ХМ-22ФУ200/1Д и ХМ-22ФУ400/2, выполненные на базе компрессоров 22ФВ-100/1Д, 22ФУ-200/1Д и 22ФУУ-400, работающих на фреоне-22.

Для получения холода с температурой до --80° С выпускают двухступенчатые холодильные машины ФДС-10М и ФДС-20М, также работающие на фреоне-22.

Турбокомпрессорные фреоновые холодильные машины обычно выполняют в виде двух агрегатов: компрессорного и аппаратного, расположенных на близком расстоянии друг от друга.

В состав машины (рис. 80) входит турбокомпрессорный агрегат, работающий на фреоне-12 и состоящий из компрессора 5 с электродвигателем, одноступенчатого редуктора с шевронной передачей, систем смазки и управления.

Электродвигатель турбокомпрессора -- синхронный, с воздухоохладителем.

На входе в первое рабочее колесо турбокомпрессора установлены поворотные лопатки, которые регулируют холодопроизводительность машины от 100 до 30%. Поворот лопаток производится исполнительным механизмом, получающим импульс от датчика, установленного на рассольном патрубке испарителя.

Механизм поворотных лопаток состоит из 16 лопаток, выполненных заодно с валиками, вращающимися в бронзовых втулках. На валиках крепятся малые конические шестерни, которые находятся в зацеплении с общей конической шестерней и вращаются вместе с валиками и лопатками при их повороте.

Турбокомпрессор устанавливают на литой фундаментной плите, к которой опорные лапы крепятся болтами.

Для предотвращения осевого сдвига ротора турбокомпрессора служит разгрузочный поршень-думмис, полость после которого связана трубопроводом с полостью низкого давления между поворотными лопатками и первым рабочим колесом.

Фреоновые одноступенчатые поршневые компрессоры

Конструкция компрессоров этого типа во многом похожа на конструкцию аммиачных компрессоров, но особенности фреонов вызывают некоторые отличия в их устройстве.

При одинаковой холодопроизводительности размеры цилиндров фреоновых компрессоров больше, чем цилиндры аммиачных, так как объемная холодопроизводительность фреона-12 примерно в 1,6 раза меньше, чем у аммиака, вязкость его тоже выше. Это вызывает значительные сопротивления в клапанах и трубопроводах фреоновых машин. Поэтому проходные отверстия клапанов и диаметры трубопроводов во фреоновых компрессорах больше, чем в аммиачных.

Для охлаждения большинства фреоновых компрессоров достаточно снабдить их ребрами, так как температура сжатых паров фреона-12 намного ниже аммиачных при тех же условиях. Конструкции всех видов фреоновых компрессоров подчинены во многом решению задачи -- избежать утечек фреона, добиться герметичности системы.

Прямоточные фреоновые компрессоры выпускаются только большой производительности -- двух-, четырех- и восьмицилиндровые.

Непрямоточные фреоновые компрессоры ФВ-20, ФУ-40, ФУУ-80 холодопроизводительностью до 90 000 ккал/ч комплектуют, как правило, вместе с конденсаторами. Это позволяет добиться их тщательной герметизации.

Компрессоры этих типов построены на общей базе с ходом поршня 70 мм, блок-картер у них выполнен в виде чугунной отливки. Во всасывающую полость встроен запорный вентиль. Нагнетательные полости объединены наружным коллектором с нагнетательным вентилем.

Всасывающие пластинчатые однокольцевые клапаны компрессоров размещены в верхнем фланце гильзы цилиндра. Это позволяет применять клапаны увеличенного сечения, что повышает коэффициент подачи компрессоров.

Нагнетательные пятачковые клапаны расположены в крышках цилиндров.

В компрессорах ФУ-40 и ФУУ-80 используют специальные механизмы для отжима всасывающих клапанов, они позволяют регулировать производительность машин от 100 до 50%.

Для работы на фреоне-22 выпускают компрессоры типов 22ФВ-100/1Д и 22ФУ-200/1Д, унифицированные с аммиачными. Эти компрессоры -- прямоточные, с водяным охлаждением цилиндров, штампованным двухопорным коленчатым валом на роликовых бочкообразных самоустанавливающихся подшипниках.

Поршень -- алюминиевый с двумя уплотнительными и двумя маслосъемными кольцами. Клапаны -- ленточные, беспружинные. Всасывающий прикреплен винтами к поршню, нагнетательный установлен в гильзе цилиндра.

Рис. 15. Фреоновый двухцилиндровый вертикальный компрессор ФУ-40: 1 -- передняя крышка, 2 -- коренной подшипник, 3 -- коленчатый вал, 4 -- гильза, 5 -- шатунно-поршневая группа, 6 -- нагнетательный клапан, 7 -- всасывающий клапан, 8 - крышка цилиндра, 9 -- блок-картер, 10 -- сальник, 11 -- крышка сальника, 12 -- фильтр тонкой очистки, 13 -- фильтр-заборник, 14 -- масляный насос

Фреоновый двухцилиндровый непрямоточный вертикальный компрессор ФУ-40 (рис. 15) применяется в промышленных установках и системах кондиционирования воздуха. Блок-картер 9 компрессора отлит из чугуна и снабжен сменными чугунными гильзами 4. Во всасывающей полости встроен газовый фильтр. Коленчатый вал 3 -- стальной, штампованный с отъемными противовесами. Вал имеет две опоры, колена расположены в одной плоскости. Опорами коленчатого вала служат радиальные подшипники качения.

Вал уплотнен двусторонним сальником 10 с парой графит -- сталь.

Всасывающие клапаны 7-- пластинчатые, однокольцевые, нагнетательные 6 -- пятачковые.

Смазка компрессора комбинированная: шатунные подшипники и сальник 10 смазываются принудительно от маслонасоса 14, остальные части -- разбрызгиванием. Циркулирующее в системе масло проходит двойную фильтрацию: в фильтре-заборнике 13 грубой очистки и в щелевом фильтре 12 тонкой очистки.

Давление масла регулируется перепускным вентилем. Уровень его контролируют через смотровое стекло. Система автоматического управления такого компрессора предусматривает его пуск при отжатых клапанах.

Рис. 16. Фреоновый прямоточный компрессор ФУ-175:

1 -- фильтр-заборник, 2 -- передняя крышка, 3 -- коренной подшипник. 4 -- коленчатый вал, 5 -- гильза цилиндра, 6 -- всасывающий клапан, 7 -- нагнетательный клапан, S -- блок-картер. 9 -- шатунно-поршневая группа, 10 -- буферная пружина, 11 -- крышка сальника, 12 -- муфта, 13 -- вентиль, 14 -- газовый фильтр, 15 - крышка цилиндра, 16 -- боковая крышка, 17 -- сальник

Фреоновый прямоточный компрессор ФУ-175 (рис. 16) сконструирован на той же базе, что и компрессор АУ-200, работает на фреоне-12 в диапазоне температур кипения от 10 до --30° С и температуре конденсации до 50° С.

В верхней части чугунного литого блок-картера 8 расположена рубашка для охлаждения цилиндров водой. Коленчатый вал 4 -- двухопорный, снабжен насадными противовесами, опирается на роликовые коренные подшипники.

Шатун -- стальной, штампованный с запрессованной в верхней головке бронзовой втулкой. Поршень отлит из алюминиевого сплава, у него два уплотнительных кольца в верхней части и два маслосъемных в нижней. Поршневые пальцы посажены в бобышках (в аммиачных машинах их делают плавающими).

Компрессор снабжен всасывающим 13 и нагнетательным вентилями, газовым фильтром на всасывающей стороне и предохранительным клапаном. Газовый фильтр 14 играет также роль маслоотделителя. Из него масло по трубке сбрасывается в картер. Клапаны 6, 7-- ленточные, беспружинные.

Сальник 17 -- торцовый самоустанавливающийся пружинный. Обычное торцовое уплотнение из графитовых и стальных колец дополнено кольцами из маслостойкой резины. Система смазки аналогична системе смазки компрессора ФУ-40, дополнительно есть автоматический редукционный клапан, регулирующий давление на нагнетательной линии масляного насоса. Привод компрессора осуществляется от асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Наряду с компрессорами типа ФУ-175 широкое распространение получили машины ФУУ-350, выполненные по аналогии с аммиачными компрессорами АУУ-400.

Бескрейцкопфные компрессоры легки, быстроходны, занимают мало места, компактны, в большинстве из них соблюдается прямоток движения хладагента, чем устраняется завихрение паров. Их цилиндры хорошо заполняются хладагентом.

Наличие ложной крышки резко уменьшает опасность гидравлических ударов.

Недостатки бескрейцкопфных компрессоров -- трудность доступа к подшипникам, смазочной системе и другим узлам, размещенным в герметически закрытом картере.

Аммиачные холодильные агрегаты и машины

Компрессорные агрегаты АК, работающие на аммиаке, помимо компрессора 1 (рис. 73) и двигателя 2, включают маслоотделитель 3, в который подают воду для предварительного охлаждения аммиака и лучшего отделения масла. Маслоотделитель снабжен также поплавковым клапаном для автоматического перепуска накопленного масла в картер компрессора.

Рис. 73. Компрессорный агрегат:

1 -- компрессор, 2 -- двигатель, 3 -- маслоотделитель

Рис. 74. Автоматическая аммиачная регулирующая станция:

1 -- терморегулирующий вентиль, 2 -- вентиль запорный, цапковый, 3 -- вентиль угловой, 4 -- мановакуумметр, 5 -- манометр, 6 -- вентиль регулирующий, 7 -- фильтр, 8 -- соленоидный вентиль

Автоматическая регулирующая станция (рис. 74) входит в состав испарительно-регулирующих и испарительно-конденсаторных агрегатов. На щите регулирующей станции смонтированы: терморегулирующий вентиль 1, ручной регулирующий вентиль 6, запорные вентили 2, 3, 8, фильтр 7, манометры 4, 5 и трубопроводы.

В агрегатах конденсатор-ресивер (рис. 75) на одной раме с конденсатором 5 установлен ресивер 1 с воздухоотделителем 2 и запорной арматурой.

Рис. 75. Конденсаторно-ресиверный агрегат:

1 -- ресивер, 2 -- воздухоотделитель, 3 -- манометр, 4 -- уравнительная линия, 5 -- конденсатор, 6 -- предохранительный клапан, 7, 9 -- выход жидкого аммиака, 8 -- выход аммиака в маслоотделитель, 10 -- дренаж аммиака

В промышленных холодильных установках находят применение автоматизированные компрессорные агрегаты АВ-100/А и АУ-200/А на базе компрессоров АУ-100 и АУ-200, устройство которых подробно рассмотрено в главе II. Распространены также более мелкие компрессорно-конденсаторные агрегаты АК-АУ45 и АК-АУ90, которые вместе с испарительно-регулирующими агрегатами ААИР-90, ААИР-120А и ААИР-180А компонуются в холодильные автоматизированные машины.

В таких холодильных машинах -- ХМ-АУ45/1, ХМ-АУУ90А/П и ХМ-АУУ90А/1, предназначенных для снабжения холодом от +5° до --25° С, на конденсаторе, нижняя часть которого служит ресивером, смонтирован компрессор с муфтой сцепления и электродвигателем, а также маслоотделитель. Машины такого типа управляются тепловым реле, поддерживающим заданную температуру хладоносителя на выходе из испарителя.

Наиболее полное агрегатирование произведено в аммиачной холодильной машине УА-100, в состав которой, помимо компрессорного агрегата АВ-100А и испарительно-конденсаторного агрегата ИКА-100, включен еще и рассольный насос. Такую машину достаточно присоединить к водопроводу, рассольной системе, обеспечить электропитанием и она готова к работе.

Двухступенчатая холодильная машина АДС-50 включает унифицированные компрессорные агрегаты с ходом поршня 70 мм. Она предназначена для получения холода от +5 до --50° С. Широко применяется в различных отраслях народного хозяйства.

Рис. 76. Двухступенчатая холодильная машина АДС-50:

а -- общий вид, б -- принципиальная схема; 1 -- компрессор 1-й ступени, 2 -- компрессор 2-й ступени, 3 -- маслоотделители, 4 -- промежуточный сосуд; 1 -- вход воды, II -- выход паров в конденсатор, III -- вход паров из испарителя (одноступенчатый режим), IV -- жидкий аммиак из конденсатора, V -- подача аммиака в испаритель, VI -- вход паров из испарителя (двухступенчатый режим), VII -- слив воды

Холодильная машина (рис. 76) состоит из компрессоров 1-й ступени 1, 2-й ступени -- 2 с самостоятельными электродвигателями, маслоотделителей 3, промежуточного сосуда 4 и защитной автоматики, смонтированных на общей сварной раме.

В режиме двухступенчатого цикла пары аммиака из испарительной системы засасываются компрессором 1, сжимаются до промежуточного давления и нагнетаются в маслоотделитель 3 для отделения масла. Отделившееся масло автоматически возвращается через поплавковый клапан в картер компрессора, а пары аммиака поступают в промежуточный сосуд 4, где горячий пар по вертикальному патрубку проходит под уровень жидкого аммиака, охлаждается и отсасывается компрессором 2.

В компрессоре 2-й ступени пары аммиака сжимаются до давления конденсации и через маслоотделитель 3 и обратный клапан поступают в конденсатор, откуда основная часть жидкого аммиака поступает в змеевик промежуточного сосуда 4, переохлаждается до температуры, соответствующей промежуточному давлению, и через регулирующее устройство подается в испаритель. Другая часть жидкого аммиака поступает в промежуточный сосуд для уменьшения перегрева горячих паров аммиака и дополнительного переохлаждения жидкого аммиака в змеевике. Затем цикл повторяется.

В одноступенчатом цикле работает только 2-я ступень -- ступень высокого давления.

Переход с двухступенчатого цикла на одноступенчатый и обратно производится вручную.

Аммиачные турбокомпрессорные агрегаты предназначены для работы в составе крупных стационарных холодильных установок.

Агрегат АТКА-735-4000 состоит из семиступенчатого турбокомпрессора ТКА-735, повышающего редуктора, электродвигателя, автономных систем смазки компрессора и редуктора, дистанционного и местного щитов управления.

Турбокомпрессор ТКА-735 работает по схеме с двухступенчатым дросселированием и промежуточным сосудом.

Агрегат АТКА-735-4000 при температуре кипения --5° С и температуре конденсации +38° С позволяет получить ~ 4,3 млн. ккал/ч холода.

Для получения холода более низких параметров (от --10 до --25° С) предназначена аммиачная турбокомпрессорная холодильная машина АТКА-1035-3000, состоящая из двух агрегатов АТКА-735 и АТКА-335 с самостоятельными приводами и системами смазки, общим дистанционным и местными щитами управления и промежуточным холодильником. В этой машине агрегат АТКА-335 служит ступенью высокого давления. В него поступают пары аммиака, сжатые до промежуточного давления в агрегате АТКА-735 и охлажденные в промежуточном холодильнике.

Турбокомпрессор ТКА-335 этого агрегата -- трехступенчатый, корпус литой, чугунный с горизонтальным разъемом. Ротор вращается в радиальном и радиально-упорном подшипниках скольжения.

Редуктор -- одноступенчатый, с шевронной зубчатой передачей и валами, расположенными в горизонтальной плоскости.

Система смазки компрессора находится под давлением аммиака.

Турбокомпрессорные холодильные машины на аммиаке комплектуются горизонтальными кожухотрубными конденсаторами и испарителями с гладкими стальными трубами.

Размещено на Allbest.ru