2.3. Вредные примеси в холодильных агрегатах

Жесткие условия работы хладоновых герметичных агрегатов создают предпосылки для образования химических процессов в маслохладоновых смесях, контактирующих с металлами в условиях повышенных температур и давлений. Результаты химических процессов (коррозия металлических поверхностей, разрушение изоляции электродвигателя, образование кислот и т. д.) снижают эффективность работы холодильных машин и их надежность.

Вода в хладонах и в холодильных маслах.Вода, находясь в рабочей среде холодильных агрегатов, является одним из самых вредных веществ, затрудняющих эксплуатацию холодильных систем.

Одна из причин попадания воды в систему - нарушение технологии сборки, монтажа или сварки, а также наличие ее в хладагенте, масле и электроизоляционных материалах.

В холодильном агрегате при работе компрессора значительно нагревается обмотка статора и других элементов. В результате (под действием теплоты) выделяется влага, переносимая затем паром хладагента в конденсатор. Далее пар конденсируется в жидкость, которая насыщается водой и поступает в дросселирующий орган - капиллярную трубку. На выходе жидкого хладагента из капиллярной трубки вода замерзает в результате кипения хладона, вызванного понижением температуры и давления. Образовавшийся лед закупоривает капиллярную трубку, что приводит к нарушению циркуляции хладагента и повышению давления конденсации. Повышенное давление в конденсаторе приводит к поломке деталей компрессора (клапанов и других элементов) или вздутию теплообменных элементов конденсатора.

В результате взаимодействия хладона и масла при высоких температурах, создаваемых в компрессоре, образуется соляная кислота и происходит омеднение стальных поверхностей. Отложение медного слоя на стальных поверхностях компрессора приводит к уменьшению зазора в подшипниках скольжения и вызывает неплотности прилегания клапанных пластин к их седлам, что, в свою очередь, ухудшает систему смазки и ведет к пропуску пара через клапаны.

Продукты механического износаи электрические замыкания могут стать причиной незначительных повреждений поверхности обмотки электродвигателя, в результате которых будут возникать небольшие электрические дуги. В итоге наблюдаются повышение температуры и разложение хладонов.

Неконденсируемые газы и другие примеси в системе.Неконденсируемые примеси (воздух и другие газы) приводят к повышению давления в холодильном агрегате, увеличению электрической мощности и уменьшению холодопроизводительности. С повышением давления неконденсируемых газов в бытовых холодильниках увеличивается тепловая нагрузка встроенного электродвигателя, возрастает температура обмотки и снижается пусковой момент.

Перечисленные факторы увеличивают вероятность возникновения аварийных ситуаций в процессе эксплуатации бытовых холодильников.

2.4. Компрессоры

В бытовых холодильниках применяют одноцилиндровые поршневые герметичные компрессоры (мотор - компрессоры) типов ХКВ, ДХ , ФГ и др., работающие на R12 и озонобезопасных хладагентах и соединенные одним валом с электродвигателем, а также ротационные компрессоры. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента в системе холодильного агрегата. Он определяет работоспособность холодильника, его производительность и экономичность.

Компрессор типа ДХ имеет кривошипно-шатунный механизм, горизонтальный вал и наружную подвеску, а компрессоры типов ФГ, ХКВ - кривошипно-кулисный механизм, вертикальный вал и внутреннюю подвеску. Пуск и защиту электродвигателя компрессора осуществляют с помощью пускозащитного реле.

Если подвеска наружная, компрессор (рис. 2,а) и статор 14 электродвигателя помещены в общий цилиндрический кожух 8 и стянуты винтами.

Рис.2. Герметичные компрессоры:

а - с наружной подвеской:

1 - пружинная подвеска,

2 - замочное кольцо,

3 - передний подшипник вала,

4 - коленчатый вал,

5 - стопор подшипника,

6 - крышка кожуха,

7 - поршень,

8 - кожух,

9 - заклепка,

10 - головка,

11-корпус, 12-шатун,

13-ротор, 14-статор электродвигателя,

15 - проходные контакты,

16 - маслоприемник.

б - ФГ - 0,100: 1 - кожух, 2 - статор, 3 - корпус, 4 - цилиндр, 5 - поршень, 6 - кривошип, 7 - кулиса, 8 - ползун, 9 - трубчатый глушитель, 10 - крышка кожуха, 11 - вал.

Кожух закрыт с двух сторон крышками 6, приваренными к металлическому цилиндру. В одну из крышек (со стороны статора) впаяны проходные контакты 15, через которые подается напряжение электросети двигателю, а также штуцер (или трубка заполнения), через который холодильный агрегат заполняют смазочным маслом и хладагентом.

Кожух компрессора подвешен к раме на пружинах 1. Пружинная подвеска компрессора устраняет вибрации шкафа холодильника, потому что, как бы ни был уравновешен компрессор, в периоды пуска и останова электродвигателя возникают большие колебания.

В одних холодильных агрегатах кожух подвешен на трех или четырех пружинах, в других опирается на две пружины, расположенные по направлению продольной оси кожуха.

Наружную подвеску кожуха обычно делают регулируемой, что позволяет устранить дребезжание и снизить шум при работе холодильника. В зависимости от конструкции наружной подвески во многих холодильниках применяют устройства, позволяющие при транспортировке жестко прикреплять кожух компрессора к раме.

Основная часть компрессора типа ДХ с кривошипно - шатунным механизмом - корпус 11, отлитый из чугуна, на котором монтируются все остальные детали. В верхней части корпуса находится цилиндр, с одной стороны которого внизу расположен задний подшипник коленчатого вала 4, а с другой - гнездо для переднего подшипника 3. На коленчатый вал насажен ротор 13 электродвигателя. К верхнему торцу цилиндра четырьмя винтами привинчена головка 10, собранная с клапанным устройством и глушителями.

Рис.3. Схема работы клапанов:

а - всасывание, б - нагнетание; 1 - цилиндр, 2 - всасывающий клапан, 3 - всасывающий патрубок, 4 - корпус головки, 5 - камера всасывания, 6 - заклепка, 7 - седло клапана, 8 - заглушка камеры всасывания, 9 - нагнетательный клапан, 10 - камера нагнетания, 11 - нагнетательный патрубок.

Корпус 4 (рис. 3) стальной головки состоит из двух камер. Камера всасывания 5 соединяется через всасывающий патрубок 3 и глушитель всасывания с кожухом, в котором находится компрессор, а также может соединяться с цилиндром 1 через отверстия, расположенные по окружности на дне камеры и закрытые снизу всасывающим клапаном 2. сверху камера всасывания имеет заглушку 8.

Камера нагнетания 10, из которой выходит нагнетательный патрубок 11 с глушителем нагнетания, может соединяться с цилиндром 1 через отверстия, расположенные по окружности в седле 7 клапанов и закрытые нагнетательным клапаном 9. Седло запрессовано в корпус головки 4 и вместе с нагнетательным клапаном соединено в центре с корпусом заклепкой 6. Оба клапана пластинчатые, изготовлены из высокоуглеродистой стали.

Клапаны компрессора работают следующим образом. При движении поршня вниз (рис.3, а) всасывающий клапан, прижатый по окружности к кромке седла 7, отходит от нее вследствие разрежения, образующегося в цилиндре. Пары хладагента из кожуха компрессора через всасывающие патрубки 3 и глушитель, попадают в камеру всасывания 5, откуда через отверстия в корпусе головки поступают в цилиндр. При обратном движении поршня (рис.3, б) всасывающий клапан препятствует выходу хладагента в камеру нагнетания. Сжатые пары хладагента через отверстия в седле, приподняв по всей окружности нагнетательный клапан, поступают в камеру нагнетания 10, а оттуда через нагнетательный патрубок и глушитель - в нагнетательную трубку.

Наличие глушителей на стороне всасывания и нагнетания значительно снижает шум при работе компрессора. Глушитель всасывания состоит из двух, а глушитель нагнетания (см. рис.2, а) - из четырех камер, отделенных друг от друга перегородками с небольшим отверстием в центре. В глушителе всасывания перегородка завальцована между отбортовками двух связанных между собой стальных штампованных стаканчиков. В глушителе нагнетания перегородками служат донышки штампованных конусных стаканчиков, вставленных друг в друга и спаянных между собой.

Пары хладагента всасываются из кожуха в глушитель через две трубки. Это дает возможность уменьшить проходное сечение каждой трубки (сохраняя необходимое общее проходное сечение), что способствует также снижению шума.

Всасывающие и нагнетательная трубки, а также глушители спаяны с корпусом головки цилиндра медью. Такая пайка обеспечивает получение чистых поверхностей без коррозии и загрязнения флюсом.

Поршень 7 компрессора стальной, с двумя уплотняющими канавками. Шатун 12 изготовлен из чугуна. Нижняя головка разъемная, без вкладышей. Соединение нижней и верхней головок шатуна осуществляется двумя болтами. К верхней головке шатуна крепят поршневой палец с помощью стопора, который частично входит в отверстие верхней головки. Стопор опирается противоположным концом на клин, находящийся в торцевом отверстии пальца и поджимаемый пружиной. Такое крепление пальца обеспечивает надежное соединение и бесшумность в работе.

Коленчатый вал стальной, двухопорный. На задней коренной шейке предусмотрена выточка, выполненная с эксцентриситетом, к которой пружиной прижимается плунжер. Выточка служит ротором, а плунжер - лопаткой масляного насоса, с помощью которого осуществляется смазка трущихся деталей компрессора. Вал компрессора приводится во вращение электродвигателем, ротор которого напрессован непосредственно на конец задней коренной шейки.

Смазка компрессора происходит следующим образом. Масло, находящееся в нижней части кожуха, где размещен компрессор, засасывается насосом через маслоприемник 16 и входные каналы в корпусе и подается в продольную канавку в коренном подшипнике вала. Из канавки масло поступает через сквозные отверстия в щеке вала и шатунной шейке на передний подшипник, одновременно смазывая нижнюю головку шатуна. Из переднего подшипника масло попадает в кольцевую канавку цилиндра, проходя при этом через редукционный клапан. Канавка цилиндра при его нижнем положении расположена ниже донышка поршня и поэтому не влияет на работу поршня. При перемещении поршня в цилиндре масло из канавки попадает в бобышки поршня и смазывает палец. Излишки масла стекают из кольцевой канавки цилиндра через имеющееся отверстие в кожух компрессора. Для нормальной работы масляного насоса маслоприемник должен быть всегда погружен в масло. Редукционный клапан регулирует поступление масла в цилиндр.

Компрессоры кривошипно - кулисного типас внутренней подвеской выпускают с синхронной частотой вращения вала 50 с^-1. Преимущества таких компрессоров: небольшие масса и габариты, незначительный уровень шума и вибраций, хорошие показатели по теплоэнергетическим характеристикам.

Компрессор с кривошипно - кулисным механизмом ФГ - 0,100 с горизонтальным цилиндром 4 (см. рис.2, б) и вертикальным валом 11 расположен в стальном штампованном кожухе 1 с крышкой 10. Статор 2 электродвигателя крепится к корпусу 3 болтами, ротор расположен на валу 11 компрессора. Принцип работы: кривошип 6 перемещает ползун 8 в кулисе 7. Ползун припаян к поршню 5. Вал 11 одновременно служит центробежным масляным насосом. Масло поступает в вертикальное отверстие, смещенное относительно оси, и под действием центробежной силы подается в спиральные канавки на поверхности коренной шейки кривошипа. Для снижения шума предназначены всасывающий и нагнетательный глушители, отлитые вместе с корпусом, и трубчатый глушитель 9. Клапаны упругие, консольные. Проходные контакты состоят из токопроводящего стержня и стеклянной изоляции в стальной втулке. Электродвигатель однофазный с расщепленной фазой.

Кожух герметичного компрессора должен сохранять прочность и плотность при избыточном давлении 2 МПа.

Герметичные компрессоры типа ХКВимеют кривошипно - кулисный механизм с вертикальной осью вращения.

Рис. 4. Герметичный компрессор ХВК5 - 1ЛБ УХЛ:

1 - нагнетательный патрубок,

2 - операционный патрубок,

3 - всасывающий патрубок,

4 - вывод пусковой обмотки,

5 - общий вывод,

6 -вывод рабочей обмотки.

Компрессоры (рис. 4) оснащены встроенным двухполюсным однофазным асинхронным электродвигателем и пускозащитным реле и предназначены для холодильных агрегатов с капиллярной трубкой, применяемых в бытовых холодильниках.