ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

2.1.Компрессоры холодильных машин

2.1.1.Классификация поршневых компрессоров

Поршневыекомпрессорыхолодильныхмашинклассифицируют:

повиду сжимаемого хладагента — хладоновые, аммиачные, уг-

лекислотные и т.д., а также универсальные, рассчитанные на работу с рядом различных хладагентов, чаще всего с хладоном и аммиаком; у отечественных компрессоров унифицированного ряда вид хладагента отражает первая буква условного обозначения: Ф

— хладоны, А —аммиак;

по числу ступеней повышения давления (ступеней сжатия) —

одно- и многоступенчатые (обычно двухступенчатые); в многоступенчатых конструкциях цилиндры всех ступеней компонуют в общем блоке или на общей раме;

посхемепреобразованиявращениявалаввозвратно-поступательное движение поршня — бескрейцкопфные (с кинематической схемой коленчатый вал-шатун — поршень) и крейцкопфные, когда движение от шатуна к поршню передается через ползун (крейцкопф) и шток;

похарактерудвиженияхладагентавцилиндре— непрямоточные,

вкоторыххладагентвцилиндременяетнаправлениедвижения, анеподвижные клапаны размещают в головке цилиндра, и прямоточныеснеизменяемымнаправлениемдвиженияхладагента, когдаодин изклапанов, установленныйвднищепоршня, движетсявместесним; по числу цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые (обычно

число цилиндров не превышает восьми);

по расположению иилиндров — вертикальные, угловые (V- и вее-

рообразные), оппозитные; характеррасположенияичислоцилиндроввугловыхкомпрессорахунифицированногорядаотражаютвторой буквой условного обозначения соответственно для двух-, четырех- и восьмицилиндровых компрессоров В, У и УУ;

постепенигерметизации—сальниковые,приводимыевдействиевы- носным двигателем; бессальниковые с встроенным электродвигателем и герметичные, заключенные вместе с двигателем в герметичный кожух; в условное обозначение бессальниковых и герметичных компрессоровунифицированного рядавводятбуквенныйиндексБСилиГ;

96

по способу охлаждения цилиндров — с воздушным или водяным охлаждением;

похолодопроизводительности(холодильноймощности) поршне-

вые компрессоры классифицируют так же, как и холодильные машины, — малой (менее 12 кВт), средней (от 12 до 120 кВт) и большой (свыше 120 кВт) мощности; величину холодопроизводительности компрессоров унифицированного ряда в Мкал/ч при стандартных температурах кипения и конденсации (-15, +30 °С) указывают в числовом индексе условного обозначения компрессора;

по числу полостей цилиндра — простого и двойного действия. В компрессорах простого действия сжатие паров происходит только с одной стороны движущегося поршня; в компрессорах двойного действия при каждом ходе поршня с одной его стороны происходит всасывание, с другой — нагнетание; по виду привода — с тепловым (от двигателя внутреннего сгорания), турбинным и электрическим приводом;

по типу привода — непосредственно от электродвигателя; с внешним приводом — через муфту (от электрических и тепловых двигателей); через клиноременную передачу;

по месту установки — стационарные и транспортные; по частоте вращения вала— тихоходные (до 500 об/мин) и быст-

роходные (более 500 об/мин).

Существуют и дополнительные конструктивные признаки классификации (по виду рамы, картера, способам охлаждения и смазки компрессора, степени автоматизации и т.п.).

Мелкие и малые поршневые фреоновые компрессоры герметичные, бессальниковые и сальниковые широко применяются в автоматизированныхагрегатахнапредприятияхторговлииобщественного питания. На транспорте используются в холодильниках ваго- нов-ресторанов и индивидуальных кондиционерах.

Компрессорысреднейпроизводительностивыполняютсяпреимущественносальниковыми, прямоточнымиинепрямоточными, свертикальнымиугловымрасположением цилиндров. Какправило, они частьагрегатированныхиунифицированныхмашин. Вкачествехладагентов используются хладон R12, фреон R22 и аммиак.

Крупные поршневые компрессоры работают в основном на аммиаке, однако имеются машины, использующие фреоны. Все такие

97

компрессорыизготавливаютсясальниковыми, бескрейцкопфными, простогодействияиликрейцкопфнымидвойногодействия. Бескрейцкопфные — прямоточные с вертикальным и угловым расположением цилиндров, крейцкопфные — непрямоточные с горизонтальным расположением цилиндров по обе стороны вала.

Этиагрегатыприменяютсявстационарныхустановкаххимической, нефтегазовой и пищевой промышленности.

ВРоссиисерийновыпускаютсяследующиетипыпоршневыхкомпрессороводноидвухступенчатого сжатияхолодопроизводительностью не менее 5,2 кВт:

ФВБС—фреоновый,вертикальный,одноступенчатый,бескрейцкоп- фный, бессальниковый;

ФУБС — то же с V-образным расположением цилиндров; ФУУБС — то же с веерообразным расположением цилиндров; ФВ — фреоновый, вертикальный, одноступенчатый, бескрейц-

копфный, с внешним приводом;

ФУ — то же с V-образным расположением цилиндров; ФУУ — то же с веерообразным расположением цилиндров;

АВ — фреоновый и аммиачный, вертикальный, одноступенчатый, бескрейцкопфный;

АУ— то же с V-образным расположением цилиндров; АУУ —то же с веерообразным расположением цилиндров.

Для современных поршневых компрессоров характерны следующие особенности:

снижение габаритных размеров и массы благодаря повышению частоты вращения коленчатого вала до 1500—3000 об/мин;

плавное регулирование производительности; применение непрямоточной схемы газораспределения для воз-

можностииспользованиявстроенныхустройстврегулированияпроизводительности и облегчения шатунно-поршневой группы;

повышение допустимой степени сжатия и разности давлений на поршень;

универсальность по отношению к хладагентам; расширение номенклатуры устройств, обеспечивающих автоматическую работу.

Надежностькомпрессора— этовероятностьегобезотказнойработы в течение заданного времени, а также моторесурс до ремонта. Отказ — это нарушение работоспособности узла (детали).

98

Для большинства компрессоров, работающих в стационарных условиях, моторесурсдосреднегоремонтасоставляет8—18 тыс. ч, а между капитальными ремонтами — 27—30 тыс. ч. При этом должна обеспечиваться наработка на отказ не менее 2—4 тыс. ч для бессальниковых фреоновых компрессоров и не менее 1—1,8 тыс. ч для сальниковых аммиачных. Утранспортных холодильных установок эти показатели значительно ниже, что в основном объясняется спецификой работы (удары, вибрации, температурно-влажностные факторы и др.).

Компрессоры транспортных установок разработаны на базе существующих стационарных аналогов с учетом специфических условий эксплуатации, размещения на подвижном составе и особенностейтехническогообслуживания. Используютсякакодноступенчатые, такимногоступенчатыекомпрессоры. Ктранспортнымкомпрессорам предъявляются следующие требования:

высокая надежность и долговечность в различных условиях эксплуатации;

простота и компактность конструкции; простота обслуживания, регулировок и ремонта;

возможность применения агрегатного метода ремонта; устойчивость к ударным нагрузкам и повышенным ускорениям

(вибротряскоустойчивое исполнение); высокиеудельныемощностныеиэнергетические показатели (по

отношению к массе, габаритным размерам установки и потребляемой мощности);

низкая стоимость (включая стоимость изготовления, монтажа, ремонта, обслуживания, снабжения запасными частями);

широкаястандартизация иунификация агрегатов, узловидеталей; быстрыйибезотказныйпусквовсехклиматическихзонахРоссии

(при малом времени выхода на номинальные рабочие режимы); возможность применения средств технической диагностики. Могутпредъявлятьсяидополнительныетребования: возможность

работынасмесяхфреоновбездозаправкихолодильнойустановкихладагентом в течение определенного срока эксплуатации и др.

Важнымтребованиемявляетсясохранениеисправностииработоспособности энергохолодильного оборудования после соударения вагонов со скоростью набегания до3 м/с(~105 км/ч) При этомдопуска-

99