Характеристики холодильных установок, имеющихся в холодильной лаборатории университета

В лаборатории холодильных машин ОНМУ имеется три холодильные установки: большая холодильная установкаМХУ-8С, малая холодильная установка, изготовленная из элементов домашнего холодильника и компрессорно-конденсаторный агрегат ФАК-1,5, представляющий собой смонтированные на общей станине поршневой компрессор, конденсатор с ресивером и фильтром, а также электродвигатель.

МХУ-8Сэто комплексная агрегатированная универсальная холодильная установка, состоящая из одноступенчатого двухцилиндрового поршневого не прямоточного сальникового компрессора, воздушного конденсатора и испарителя, смонтированных на общем моноблоке в виде охладительного бака, который заполняется охлаждаемой средой (в лаборатории водой). Рассматриваемая холодильная установка работает по регенеративному циклу. Сжатие паров хладагента осуществляется компрессором марки ФВ-6С, диаметр цилиндра которого 67,5мм, ход поршня – 50мм. Снятие перегрева пара и конденсация хладагента осуществляется в пяти секционном воздушном конденсаторе, изготовленном из медных трубок, оребренных снаружи алюминиевыми ребрами. Охлаждение конденсатора воздушное с использованием четырех лопастного вентилятора. Жидкий фреон собирается в ресивере, состоящем из двух стальных цилиндров диаметром 108мм длиной около двух метров, соединённых между собой уравнительными трубками. Ресивер такой конструкции является одновременно монтажной рамой для компрессорно-конденсаторного агрегата.

Регенеративный теплообмен в установке осуществляется в кожухозмеевиковом теплообменнике, в который вмонтирован также фильтр-осушитель. Жидкий хладагент, поступающий из ресивера в испаритель, переохлаждается в теплообменнике и подается к терморегулирующему вентилю (ТРВ). Чувствительный элемент (датчик) ТРВ (баллон) установлен перед регенеративным теплообменником в кармане паропровода, по которому движется пар из испарителя в теплообменник. Примерно в том же месте, где установлен датчик ТРВ, сделано сверление в паропроводе и закреплен капилляр, по которому подводится давление паров хладагента под диафрагму ТРВ, то есть в этой установке используется ТРВ с внешним уравниванием.

Кипение хладагента происходит в панельном испарителе, изготовленном из штамповочно-сварных панелей общей площадью поверхности теплообмена 15,6м². Испаритель помещен в бак-аккумулятор холода, заизолированный мипорой толщиной 80мм и заполненный водой.

Принципиальная схема такой установки приведена на рис.8б, а её теоретический цикл в T,s координатах — на рис.8а, а в lgp,h координатах — на рис.9.

Холодильный агрегат ФАК-1,5 предназначен для краткосрочного хранения охлажденных продуктов при температуре от 0 до +5˚С. Используемый в установке компрессор — поршневой двухцилиндровый вертикальный одноступенчатый непрямоточный. В зависимости от фактического числа оборотов коленвала (от 450 до 1000 об/мин) он используется для целого ряда холодильных установок типа ФАК. Основные части компрессора отлиты из модифицированного чугуна. Два цилиндра отлиты в одном блоке с ребрами для воздушного охлаждения. Кривошипно-шатунная группа состоит из стального двух опорного коленчатого вала, поршней и стальных шатунов с разъёмными нижними головками, соединёнными двумя болтами. Коленчатый вал опирается коренными шейками на бронзовые втулки и имеет два противовеса, с помощью которых движущиеся части компрессора уравновешиваются при работе. Уплотнение картера компрессора осуществляется двумя сильфонными сальниками — внутренним и внешним, что обеспечивает надёжность уплотнения. Клапаны компрессора – пластинчатые: нагнетательные толщиной 0,3мм, всасывающие – 0,25мм. Смазка компрессора осуществляется разбрызгиванием.

В агрегате используется конденсатор с воздушным охлаждением ребристо-трубного типа, змеевиковый, состоящий из вертикальных секций. Каждая секция имеет 14 горизонтальных стальных трубок диаметром 12х1мм, соединённых между собой калачами. На горизонтальные трубки насажены вертикальные ребра. Входные и выходные концы трубок каждой секции соединены коллекторами. Конденсатор соединен с ресивером стальной трубкой на пайке и установлен на станине, составляя с ней один монтажный узел. Ресивер, представляющий собой горизонтально расположенный сосуд, изготовлен из стальной бесшовной трубы диаметром 83мм с приваренными донышками. Установка оборудована электродвигателем трёхфазного тока с короткозамкнутым ротором. На вал компрессора насажен шкив с шести лопастным осевым вентилятором. Шкив – чугунный, с двумя канавками под приводные клиновые ремни, с помощью которых передается вращение маховику компрессора. Ремень натягивается путём перемещения электродвигателя по станине относительно компрессора.

Холодильная установка на базе ФАК-1,5, имеющаяся в холодильной лаборатории университета, состоит из: одноступенчатого двухцилиндрового сальникового компрессора, воздушного конденсатора, обдуваемого вентилятором (интенсификация теплопередачи путем применения вынужденной конвективной теплоотдачи), охлаждаемого воздушного шкафа, в который помещена батарея непосредственного охлаждения. Регенеративный теплообменник отсутствует, но используется ТРВ с внешним уравниванием.

Малая холодильная установка имеет те же элементы, что и большая МХУ-8С, но конструктивно они выполнены иначе. Так, компрессор – одноцилиндровый герметичный; конденсатор – воздушный оребренный, но без обдувания трубок вентилятором (естественная теплоотдача от трубок к воздуху помещения). Регенеративный теплообменник и дроссель выполнены в одном конструктивном элементе – в виде капилляра, припаянного к внешней поверхности паропровода, по которому движутся пары хладагента, образующиеся в испарителе. По капилляру (диаметр примерно 0,1мм) движется жидкий хладагент, который при этом дросселируется и одновременно переохлаждается, отдавая теплоту перегреваемому пару. Испаритель — панельный (пластинчатый), помещён в бак с водой.

Рабочим телом рассмотренных холодильных установок является фреон R-12.

Рис. 8. Теоретический цикл в T,s координатах (а) и принципиальная схема (б) холодильной установки с регенеративным теплообменом

Рис. 9.Теоретический цикл холодильной установки с регенеративным теплообменом в lgp,h координатах