10. Холодильные машины и агрегаты

Холодильная машина представляет собой совокупность механизмов, аппаратов и приборов, последовательно соединенных в систему производства искусственного холода. Компактные, конструктивные объединения отдельных или всех элементов холодильной машины называют холодильным агрегатом.

 

По виду применяемого хладагента различают аммиачные и хладоновые холодильные агрегаты. По конструктивным особенностям компрессоров агрегаты подразделяют на открытые и герметичные, а конденсаторов — с воздушным и водяным охлаждением.

 

В зависимости от состава входящих в них элементов холодильные агрегаты бывают компрессорные, компpeccopно-конденсаторные, испарительно-регулирующие, испарительно-конденсаторные и комплексные агрегаты. На предприятиях торговли применяют компресорно-конденсаторные агрегаты и при охлаждении с помощью теплоносителя — испарительно-регулирующие агрегаты.

 

Компрессорно-конденсаторный агрегат состоит из компрессора, конденсатора (воздушного или водяного охлаждения), электродвигателя, приборов автоматики и вспомогательных аппаратов (ресиверы, осушители, теплообменники и др.). Испарителъно-регулирующий агрегат — это конструктивное соединение испарителя, вспомогательной аппаратуры, регулирующей станции и приборов автоматики. Комплексные агрегаты включают все элементы холодильной машины.

 

Холодильные машины поставляют отдельно и в комплекте с торговым холодильным оборудованием. В комплект оборудования входит встроенная испарительная батарея и вмонтированный или отдельно упакованный холодильный агрегат. Если агрегат предназначен для установки вне оборудования, в его комплект должны входить монтажные медные трубки.

 

Для охлаждения сборных камер, шкафов, прилавков и витрин применяют хладоновые холодильные агрегаты холодопроизводительностью до 3 тыс. ккал/ч. Это в основном компрессорно-конденсаторные агрегаты, pa6oтающие на хладоне-12 и хладоне-22. В зависимости от расположения электродвигателя и способа передачи механической энергии различают агрегаты открытого типа, а также герметичные.

 

В агрегаты открытого типа электродвигатель монтируется отдельно от компрессора, а передача механической энергии осуществляется шкиво-ременным механизмом.

 

Герметичные холодильные агрегаты являются наиболее перспективными. Герметичность системы достигается за счет применения сварного кожуха, сокращения количества разъемных соединений и использования термостата вместо реле давления. По сравнению с агрегатами открытого типа герметичные обладают значительными преимуществами.

 

За счет объединения электродвигателя и компрессора в узел с единым эксцентриковым валом отпала потребность в передаточном механизме. Это позволило сократить массу и размеры компрессора и агрегата, увеличить скорость вращения вала до 3 тыс. об/мин.

 

В герметичном агрегате благодаря сокращению количества разъемных соединений, отсутствию сальников уменьшилась утечка хладона, что позволило сократить его рабочий запас в системе. Снизился и эксплуатационный расход хладагента, так как отпала необходимость в периодической дозаправке машин.

 

Охлаждение обмотки электродвигателя потоком всасываемых паров хладона позволило повысить нагрузку на электродвигатель, снизить его параметры – мощность, габариты и массу. Например, при равной холодопроизводительности номинальная мощность электродвигателя герметичного агрегата на 40% меньше, чем агрегата открытого типа. В связи с этим значительно снижается расход электроэнергии.

 

Герметичные агрегаты обладают важным для магазинов, особенно торговых залов, качеством — относительно невысокий уровень издаваемого шума. Снижение размеров агрегатов позволяет рациональнее использовать складскую торговую площадь, а также емкость торгового холодильного оборудования.

 

Назначение и принцип действия отдельных элементов герметичных машин несколько отличается от машин открытого типа. Автоматическое управление работой герметичной холодильной машины осуществляется не прессостатом (реле давления), а термостатом (реле температуры). Защита электродвигателя от перегрева и конденсатора от избыточного давления обеспечивается тепловым реле компрессора.

 

Ниже дается характеристика основных узлов холодильных машин.

 

Холодильные агрегаты ACL 88TN (рис 35) и АСР 12TN выполненные на базе лицензионных компрессоров фирмы Electrolux, имеют небольшие размеры и низкий уровень шума. Предназначены они для установки в торговое холодильное оборудование как отечественного, так и импортного производства.

 

Компрессоры Maneurop, Danfoss, Copeland и Electrolux

 

Холодильные агрегаты ВС 4000 (2) и ВН 2000 (2) — агрегаты с компрессорами спирального типа фирмы Copeland.

 

Применение компрессора спирального типа значительно повысило надежность изделия как по сравнению с герметичными поршневыми, так и с компрессорами открытого типа. Спиральный компрессор не имеет клапанов и при правильной эксплуатации не может заклиниться.

 

Холодильный агрегат ВН 2000 (2) применяется в низкотемпературных камерах объемом 12—14 куб. м., где может обеспечить температуру до -18ºС.

 

Холодильный агрегат ВС 4000 (2) предназначен для охлаждения среднетемпературных камер объемом 24—30 куб. м. Технические характеристики холодильных агрегатов приведены ниже в таблице.

 

Холодильный агрегат ВС 800 (2) 380В

 

Компрессорно-конденсаторные установки серий SM MX с герметичным и полугерметичным компрессором, имеющим внутреннюю защиту электродвигателя, электрическим щитом управления, защищенным от воздействия внешней среды, могут устанавливаться вне помещения, на улице.

 

Технические характеристики холодильных агрегатов

	ВН 2000(2)	BC 4000(2)	ACI 88 IN	ACP12TN
Хладагент	R22	R22	R22	R22
Диапазон температур кипения хладагента, °С	-45 -15	-25 -5	-25 -5	-25 -5
Температура окружающей среды,  °С	+5 +45	+5 +45	+5 +45	+5 +45
Холодопроизводительность при температуре кипения хладагента 15°С (для ВН 2000(2) при -35°С) и температуре окружающего воздуха 20°С, Вт	2010	4360	600	800
Компрессор	ZF09K4E Сореland	ZS21K4E Сореland	L88TN Electrolux	P12TN Electrolux
Электродвигатель напряжение, В. частота вращения об/мин	380 3000	380 3000	220 3000	220 3000
Габариты, мм	860x560x610	860x560x610	440x380x255	440x380x255
Масса, кг	90	90	30	30

 

Смонтированы в звукоизолирующем корпусе из оцинкованной стали. Техника серии SM и MX создает и поддерживает температуру от 5 до -30 С.

 

Установки эффективно работают в холодильных камерах на торговых предприятиях, а также широко применяются для охлаждения складских помещении.

 

Моноблок представляет собой единый блок, включающий в себя герметичный компрессор, воздушный конденсатор, воздухоохладитель и электронную панель управления. Моноблок устанавливают на сборных холодильных камерах с толщиной стены не более 120 мм, монтируя его в отверстие панели камеры на стене или потолке.

 

Компрессорно-конденсаторный блок RP Daikin

 

Моноблок

 

Сплит-система — это полностью укомплектованное холодильное оборудование, состоящее из двух раздельных частей. Применяется для охлаждения стационарных холодильных камер.

 

Сплит-система

 

Система автоматики обеспечивает в холодильной камере поддержание требуемой температуры, защиту от аварийных режимов и периодическое оттаивание воздухоохладителя. Все оборудование поставляется с мониторами защиты, контролирующими напряжение питающей электросети. Работает от сети с напряжением 220 или 380 В, сохраняет холод при температуре окружающего воздуха до 45°С,

 

Крупнейшим в мире производителем компрессоров холодопроизводительностью от 1 до 173 кВт для торгового холодильного оборудования, кондиционирования воздуха, тепловых насосов является фирма «Копланд» («Copeland»).

 

Герметичные поршневые компрессоры «Копланд» производятся по спецификациям, обеспечивающим их применение в любом климатическом поясе земного шара, что достигается благодаря широкому диапазону рабочих напряжений электродвигателей. Эти компрессоры производятся для работы на сертифицированных хладагентах и высококачественных смазочных маслах известных мировых фирм в высокотемпературном (выше 0°С), среднетемпературном (от 0°С до -15°С) и низкотемпературном (от -15°С до - 20°С) режимах.

 

С внедрением герметичных компрессоров появилась и новая гамма компрессорно-конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением. Эта новая номенклатура, привлекающая многими своими характеристиками, как стандартными, так и вводимыми по просьбе заказчиков, предназначена для работы с экологически безопасными хладагентами R-22 и R-134A. Она обладает широким диапазоном производительности и высоким энергетическим КПД. Все агрегаты имеют бесшумный и плавный ход.

 

Предлагаются две основные гаммы агрегатов. Гамма HAN с обычным размером конденсатора применяется в целях обеспечения:

• режима стандартного хранения, когда температура закладываемого продукта не более чем на 10°С выше установленной в хранилище температуры;

• компактности и низкой стоимости;

• эксплуатации в условиях нормальной температуры окружающей среды.

 

Гамма HAL с более мощным конденсатором применяется, когда:

• величина нагрузки на агрегат часто и резко меняется во времени (при периодической загрузке одновременно больших количеств продукта или необходимости быстрого охлаждения продуктов, например, молока);

• необходимо достичь высокого энергетического КПД, что обеспечивает низкие эксплуатационные расходы;

• работа предстоит в условиях повышенной температуры окружающей среды.

 

Бессальниковые холодильные компрессоры «Копланд» объединяют в себе последние конструкторские разработки с преимуществами новейших хладагентов. Бессальниковые компрессоры имеют высокую производительность, длительный срок службы и широкий диапазон применения (высоко-, средне- и низкотемпературный режим эксплуатации).

 

Модели DLH, D6C, Discus, а также двухступенчатые компрессоры имеют устройства подключения дифференциального механического реле давления масла или электронный датчик системы защиты по давлению масла Sentronic.

 

Все бессальниковые компрессоры способны к прямому пуску. Возможна комплектация также электродвигателями с переключением электрической цепи со «звезды» на «треугольник» при пуске или с использованием части обмотки для уменьшения пускового тока. Для оптимальных условий пуска без нагрузки может устанавливаться специальное устройство на всех моделях Discus, а также на моделях DLH.

 

Каждый компрессор снабжен устройством защиты электродвигателя. В однофазных электродвигателях установлено термореле защиты от перегрузки. В трехфазных электродвигателях в обмотку двигателя встроены терморезисторы.

 

Оборудование для регулирования холодопроизводительности может применяться для всех одноступенчатых 3-, 4-, 6- и 8-цилиндровых компрессоров. Для компрессоров D3D разработана система изменения нагрузки Moduload с особо низким потреблением электроэнергии.

 

Для работы в сверхнизком диапазоне температур следует применять модели Discus с системой Demand Cooling, позволяющей регулировать температуру нагнетания компрессора путем впрыска в него небольших количеств жидкого хладагента. Благодаря системе Demand Cooling одноступенчатый компрессор становится хорошей альтернативой двухступенчатому. В случае, когда температура кипения хладагента в зависимости от потребности должна заметно изменяться (например, от —50°С до —20°С), более экономически эффективной становится система Demand Cooling.

 

Фирма «Копланд» выпускает также спаренные (TWIN) компрессоры. Спаренные компрессоры применяются для всех двухступенчатых и Discus моделей, кроме тех, в которых имеется система Demand Cooling. Основные преимущества спаренных компрессоров: двойная холодопроизводительность, пониженная 50%-ная модуляция холодопроизводительности и высокий КПД даже при частичной нагрузке.

 

На базе большинства моделей бессальниковых компрессоров выпускаются компрессорно-конденсаторные агрегаты воздушного охлаждения. Они поставляются заправленными маслом, полностью укомплектованными средствами автоматики и готовыми к работе. Дополнительно по желанию заказчика в них можно установить: подогреватели картера, регулятор скорости вращения вентилятора (для регулирования температуры конденсации), защитный кожух для наружной установки, различные модификации ресивера по величине емкости.

 

Согласованно-спиральный компрессор «Копланд» является одним из наиболее совершенных герметичных компрессоров, применяющихся для кондиционирования воздуха, работы в режиме среднетемпературного охлаждения и теплового насоса. Диапазон рабочих температур кипения спирального компрессора — от положительных до -20°С.

 

По сравнению с поршневыми герметичными или бессальниковыми спиральные компрессоры имеют такие существенные преимущества, как:

• высокая надежность и повышенный срок службы благодаря меньшему числу деталей, обеспечивающих сжатие хладагента;

• устойчивость к перегрузкам;

• низкий уровень шума вследствие отсутствия клапанов и возвратно-поступательного движения деталей, а также высокой степени согласованности движения деталей благодаря запатентованному принципу «Compliance»;

• более высокий коэффициент подачи хладагента в связи с отсутствием «мертвого» пространства;

• низкий уровень вибрации вследствие плавного, непрерывного сжатия;

• повышенная производительность, стабильность работы компрессора при попадании в зону сжатия механических примесей, продуктов износа или жидкого хладагента;

• малые пусковой момент и пусковые токи (пуск без нагрузки), для однофазных моделей нет необходимости в пусковом оборудовании;

• компактность и малый вес.

 

Холодильный коэффициент спирального компрессора при работе в стандартном европейском режиме кондиционирования воздуха достигает значения 3,37 Вт против 2,75— 2,95 Вт у поршневого герметичного аналога.

 

На рынке оборудования появился низкотемпературный спиральный компрессор типа Glacier, эффективно и надежно работающий при больших перепадах давления. Он может работать на хладонах R-22, R-404A, R-507, R-134A при температурах кипения до -45°С.

 

Компрессоры «Копланд» всех типов поставляются заправленными минеральным маслом для работы R-22 или полиэфирным маслом для работы на озонобезопасных хладонах либо на R-22.

 

Спиральные компрессоры предназначены для применения в кондиционерах промышленных, торговых и административных зданий.

 

На рынке климатического оборудования особым спросом пользуется продукция фирмы Maneurop. Ее компрессоры марки Performer, благодаря низкому уровню шума и высокой степени надежности, удовлетворяют всем требованиям эксплуатации и запросам потребителя.

 

Установив компрессоры попарно, по три или четыре в ряд можно достичь производительности системы охлаждения до 180 кВт.

 

Отличительным признаком компрессоров марки Performer является наличие подвижного контакта между спиралями, который при помощи двух запатентованных плавающих уплотнений обеспечивает совершенную осевую герметичность и уменьшает напряжение и деформацию.

 

Высокая точность и современные машинные технологии обработки доказывают, что простая пленка масла — это то, что необходимо для точного уплотнения торцов спирали, уменьшения контакта между движущимися частями, сведения к минимуму трения между ними, увеличения объемной производительности и уменьшения вибрации, что гарантирует высокие эксплуатационные качества компрессора и удлиняет срок его службы.

 

Спиральный компрессор Copeland

 

Достоинствами спиральных компрессоров марки Регformer являются:

• более высокая эффективность (контролируемые вращающиеся части с плавающими уплотнениями и усовершенствованной геометрией спиралей);

• минимальный уровень шума (эффективная система балансировки компрессора и защита его от вибрации);

• повышенная надежность (удлиненный срок службы из-за отсутствия трения между спиралями и охлаждение двигателя всасываемым хладагентом);

• простота установки (в большинстве моделей в качестве стандартного варианта подсоединения используются штуцеры под пайку твердым припоем или патрубки с накидной гайкой. Устройства защиты от обратного вращения, так же как и защиты самого электродвигателя, являются составной частью конструкции. Никаких дополнительных приспособлений при установке компрессора не требуется);

• большой запас масла и больший объем заправляемого хладагента, чем у большинства других компрессоров, более длительный срок эксплуатации.

 

Фирменный цвет окраски компрессоров синий.

 

Фирма Danfoss Maneurop работает над расширением диапазона мощности с 3,5 до 25 л.с. и внедряет новые хладагенты. В дополнение к разработкам в части использования озонобезопасных хладагентов R-407C и R-134A и в целях борьбы за чистоту окружающей среды фирма Danfoss Maneurop начала использовать хладагент R-410A в компрессорах мощностью от 3,5 до 6,5 л.с.