- •1. Искусственный холод и области его применения
- •1.1. Общие сведения [1]
- •1.2. Способы получения низких температур:
- •1.3. Энергетические затраты производства холода
- •2. Общие сведения о системах холодоснабжения, холодильных машинах и установках
- •2.1. Холодильные станции и установки
- •2.2. Классификация холодильных машин (хм)
- •2.3. Достоинства и недостатки хм. Области их применения
- •3. Рабочие вещества холодильных машин и установок
- •3.1. Хладагенты
- •3.1.1. Общие сведения
- •3.2. Хладоносители (хн)
- •4. Принципиальные схемы и циклы одноступенчатых компрессорных холодильных машин Введение
- •4.1. Холодильная машина с дросселированием в области влажного пара и сжатием сухого пара
- •4.2. Холодильная машина с переохлаждением1 рабочего вещества после конденсатора
- •4.3. Компрессионная хм с регенеративным охлаждением жидкого хладагента
- •4.4. Основные показатели хм. Параметры одноступенчатых компрессорных хм
- •4.5. Определение параметров испарения и конденсации в холодильных машинах
- •4.6. Методы повышения эффективности циклов холодильных машин
- •5. Циклы и принципиальные схемы парожидкостных многоступенчатых холодильных машин
- •5.1. Причины перехода к многоступенчатым процессам сжатия и дросселирования
- •5.2. Схема и цикл двухступенчатой хм с однократным дросселированием и с неполным промежуточным охлаждением паров ха
- •5.3. Принципиальная схема и процесс работы двухступенчатой компрессорной хм с двукратным дросселированием и с полным промежуточным охлаждением
- •5.4. Турбокомпрессорная холодильная машина с двумя секциями сжатия и двумя ступенями дросселирования
- •5.5. Каскадные холодильные машины
- •6. Оборудование компрессорных холодильных установок
- •6.1. Компрессоры холодильных машин
- •6.2. Аппараты парожидкостных холодильных машин
- •6.2.1. Общие сведения
- •6.3. Вспомогательное оборудование холодильных машин
- •7. Абсорбционные холодильные установки
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Схема и принцип действия идеальной абсорбционной холодильной установки
- •7.3. Схема и рабочий процесс реальной одноступенчатой водоаммиачной абсорбционной холодильной установки
- •7.4. Схема и процесс работы бромисто-литиевой абсорбционной холодильной установки
- •7.5. Показатели работы абсорбционных холодильных машин
- •8. Основные схемы холодоснабжения технологических цехов
- •8.1. Классификация систем холодоснабжения (схс)
- •8.2. Схема с непосредственным испарением хладагента в технологических аппаратах (непосредственное охлаждение)
- •8.3. Охлаждение с помощью промежуточных хладоносителей
- •8.4. Достоинства и недостатки систем холодоснабжения
- •9. Схемы обвязки технологических аппаратов
- •9.1. Схема с непосредственным испарением ха
- •9.2. Схема с промежуточным хладоносителем
- •10. Схемы узлов машинного отделения компрессорных холодильных установок
- •10.1. Узел одноступенчатых компрессоров при наличии нескольких температур кипения
- •10.2. Узел конденсатора и регулирующей станции (при одноступенчатом сжатии)
- •10.3. Узел компрессоров холодильных машин двухступенчатого сжатия
2.3. Достоинства и недостатки хм. Области их применения
1) Парокомпрессионные ХМ с поршневыми компрессорами. Они нашли самое широкое распространение в быту, торговле, предприятиях общественного питания, промышленности.
Достоинства:
- они обладают наиболее высокими энергетическими показателями (КПД, холодильный коэффициент);
- у этих машин наибольшее отношение давлений конденсации Рк и кипения Р0, а следовательно, наибольшая разность температур Тк и Т0.
Недостатки:
-ограниченная производительность;
-повышенный уровень вибраций;
-меньшая надежность, чем у машин с винтовыми и центробежными компрессорами (износ и опасность гидроударов).
2) Парокомпрессионные ХМ с центробежными (и осевыми) компрессорами. Они нашли применение во всех отраслях промышленности, где требуются большие холодопроизводительности. Особенно в химической, нефтехимической, газовой отраслях.
Достоинства:
-обладают большой, практически неограниченной, холодопроизводительностью;
-имеют малые показатели удельной металлоемкости, размеры;
-высокая надежность;
-удобны в регулировании;
-хорошо уравновешены (мала вибрация, мал фундамент).
Недостатки:
низкая энергетическая эффективность при малых холодопроизводительностях (меньше 700 кВт).
3) ХМ с винтовыми маслозаполненными компрессорами.
Достоинства:
-высоконадежны, не боятся гидроударов;
-имеют удовлетворительные энергетические показатели при работе на расчетных режимах;
-хорошо уравновешены, не нужен фундамент;
-удобны в регулировании.
Недостатки:
-на любых режимах работы неизменна степень повышения давления в компрессоре. Это снижает показатели на нерасчетных режимах работы;
-наличие громоздкой, металлоемкой масляной системы;
-шумность работы.
ХМ с винтовыми компрессорами широко используются в интервале холодопроизводительностей от 60 до 700 кВт, т.е. на стыке между ХМ с поршневыми и центробежными компрессорами.
4) Абсорбционные холодильные машины.
Достоинства:
-имеется возможность использования малоценной тепловой энергии с низким потенциалом (вторичные и побочные энергоресурсы);
-просты, надежны в работе;
-удобны в регулировании, малошумные;
-могут размещаться на открытой площадке.
Недостатки:
-громоздкость, металлоемкость;
-низкие энергетические показатели.
5) Эжекторные холодильные машины.
Это пароводяные ХМ, поэтому температура получаемого холода положительная, т.е. Т00. Используются в системах кондиционирования воздуха при наличии дешевого низкопотенциального пара или для загрузки отопительных отборов ТЭЦ в летний период.
Достоинства те же, что и у абсорбционных ХМ, кроме бесшумности.
Недостатки: малая энергетическая эффективность и шумность.
6) Воздушные детандерные ХМ (ТХМ).
Достоинства: безопасны, удобны в эксплуатации, компактны, высокая энергетическая эффективность в расчетном диапазоне температур.
Недостатки: недостаточная энергетическая эффективность при температурах получаемого холода выше –80 C и при малых холодопроизводительностях (меньше 10 кВт).
Рабочий диапазон по температуре -80-100 C, при холодопроизводительностях до 30 кВт (ТХМ 1-25 Казанского компрессорного завода).Ряд зарубежных конструкций имеют диапазон от -120 до -150 C.
Применяются в пищевой промышленности, при климатических испытаниях машин и механизмов, при обработке различных материалов и др. [3].
7) Воздушные вихревые ХМ.
Достоинства: исключительно просты, надежны и безопасны в эксплуатации.
Недостатки: низкая энергетическая эффективность; шумность; малая холодопроизводительность (до 3 кВт).
Применение вихревых труб часто оказывается выгодным при однократной или эпизодической кратковременной потребности в холоде: в транспорте; при металлообработке; в защитных костюмах; в медицине и т.п.
8) Термоэлектрические холодильники.
Просты, удобны, надежны, бесшумны, но у них большие первоначальные затраты и малая энергетическая эффективность.
В настоящее время не существует методики выбора типа холодильной машины, учитывающей все факторы конкретных условий. Поэтому наиболее эффективный выбор можно осуществить только на основании технико-экономического сравнения вариантов в сопоставимых условиях. Критерием сопоставления могут служить приведенные затраты, удельные затраты энергии, себестоимость единицы отпускаемого холода.
Контрольные вопросы:
1. Чем отличаются системы холодоснабжения от холодильной станции и от холодильной установки?
2. Как классифицируются холодильные машины в зависимости от физического процесса получения холода?
3. Как классифицируются холодильные машины по виду используемой энергии?
4. Как классифицируются ХМ в зависимости от схемы и вида термодинамического цикла?
5. Назовите достоинства и недостатки парокомпрессионных ХМ с поршневыми компрессорами.
6. Назовите достоинства и недостатки парокомпрессионных ХМ с турбокомпрессорами.
7. Назовите достоинства и недостатки холодильных машин с винтовыми компрессорами.
8. Назовите достоинства и недостатки теплоиспользующих холодильных машин.
9. Как осуществить выбор оптимального типа холодильной машины для системы холодоснабжения предприятия?