Компрессионные холодильники: Холодильники компрессионного типа

Холодильники компрессионного типа

Компрессионные холодильники состоят из холодильного шкафа, холодильного агрегата, электрооборудования с аппаратурой управления.

Холодильный агрегат компрессионного типа образует герметическую систему, заполненную хладагентом фреоном -12. Агрегат состоит из компрессора, конденсатора, фильтра, испарителя, осушительного патрона, капиллярной и отсасывающей трубок и асинхронного электродвигателя. Компрессор одноцилиндровый, поршневой, работает от асинхронного электродвигателя с пусковой обмоткой, размещенной с ним в одном кожухе. Для смазки трущихся частей компрессора в кожух вводят минеральное фреоновое масло. Испаритель расположен в верхней части холодильной камеры, остальные узлы крепят к шкафу снаружи в задней, иногда в верхней части (у настенных холодильников). Конденсатор и испаритель служат теплообменными аппаратами. В них происходит теплопередача, поэтому они имеют большую поверхность. Фильтр применяют для предохранения капиллярной трубки от засорения, осушительный патрон — для поглощения из системы влаги.

Рабочий процесс в агрегате осуществляется следующим образом. При включении холодильника начинает работать двигатель и компрессор. При ходе поршня вниз пары фреона засасываются при низком давлении и температуре в цилиндр компрессора. При обратном ходе поршня происходит сжатие паров фреона с одновременным их нагревом. Пары фреона высокого давления и температуры выталкиваются в конденсатор, где охлаждаются и конденсируются. Жидкий фреон проходит через фильтр и капиллярную трубку в испаритель. Капиллярная трубка служит регулятором подачи фреона в испаритель и делит весь агрегат на две стороны: высокого давления, на которой расположен конденсатор, и низкого давления, где находится испаритель. В капиллярной трубке давление фреона понижается до давления кипения, поэтому в испарителе он закипает, отбирая тепло из холодильной камеры, превращается в пар и поступает по отсасывающей трубке в компрессор; цикл снова повторяется. Для обеспечения работы компрессора затрачивается электроэнергия.

В электрооборудование компрессионных холодильников входят, кроме двигателя, защитно-пусковые реле, терморегулятор, лампочка подсвета холодильной камеры с дверным выключателем. Терморегулятор служит для автоматического поддержания установленной температуры в холодильной камере путем периодического включения и выключения агрегата. Необходимая температура в камере достигается поворотом ручки терморегулятора на определенное деление шкалы.

Компрессионные холодильники выпускают с общим внутренним объемом от 120 до 240 дм³ (по ГОСТу до 400 дм³) в виде напольных шкафов (КШ), а также настенными (КН) и встроенными (KB).

Вырабатывают холодильники малой емкости с общим внутренним объемом до 140 дм³ ; средней емкости с внутренним объемом 160—180 дм

3 ; большой емкости с общим внутренним объемом от 200 дм³. Холодильники малой емкости выпускают в основном в виде напольных шкафов-столов, иногда встроенными в мебель.

Холодильники средней и большой емкости представлены напольными шкафами.

У компрессионных холодильников испаритель расположен в верхней части камеры и образует морозильное отделение, закрытое дверкой. Объем испарителя, как правило, занимает 10% от общего внутреннего объема камеры.

Выпускают также двухкамерные холодильники. Они имеют морозильную камеру объемом 40 дм³ и холодильную камеру объемом 225 дм³. Каждая камера снабжена дверью.

Компрессионные холодильники характеризуются высокой хладопроизводительностью, значительным объемом холодильной камеры (до 400 дм³), небольшим расходом электроэнергии 4,7—7,2 Мдж/сутки (или 1,3—2 кВт-ч/сутки). Они сложны в производстве и создают при работе шум.

• Назад
• Вперед

Какие бывают и чем отличаются холодильники друг от друга?

Чтобы рассказать, какие бывают современные холодильники, надо донести до читателя много разной информации. Технический прогресс настолько разнообразил эту технику, что рассказывать о ней можно бесконечно долго. Только по принципу вырабатывания холода существует четыре типа данной техники. Но если говорить о бытовых холодильниках для дома, можно об этом забыть и сосредоточиться только на компрессионных моделях.

Бытовые компрессионные холодильники

На рынке бытовых холодильников более чем 90% моделей являются компрессионными. Я не стану останавливаться на подробностях, как работает компрессионный агрегат. Скажу лишь, что именно мотор-компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента по всей системе холодильника.

обычный компрессионный холодильник В холодильнике может быть один или два (редко встречается три) компрессора. Два компрессора имеет обычно крупногабаритная техника с двумя и более камерами. Один компрессор обслуживает морозилку, другой – холодильную камеру. Преимуществом двухкомпрессорного агрегата является более точная регулировка температуры в каждой камере. Камеры становятся независимыми друг от друга. Можно отключать и размораживать их по отдельности. Это, конечно, радует, но стоимость двухкомпрессорного холодильника всегда выше на 20% – 30%, чем стоимость его «собрата» с одним компрессором. Это естественно. Ведь цена компрессора составляет основу стоимости холодильника.

Тип хладагента

Хладагент – это незамерзающее при низких температурах вещество. Оно циркулирует в герметически замкнутом холодильном агрегате и обеспечивает охлаждение камер. Один из первых хладагентов был фреон. Сегодня это вещество заменили более новым, современным видом – R600а (изобутан). Это абсолютно безвредный для окружающей среды и безопасный для человека природный газ.

Компоновка камер холодильников

Двухкамерные модели отличаются разным расположением камер. Морозильная камера располагаться либо вверху (над холодильным отделением), либо внизу (под холодильной камерой), реже встречается вертикальное расположение двух камер, что характерно для двухдверных холодильников в виде шкафа. В современных холодильниках каждая из камер закрывается автономно (имеет отдельную дверцу).

холодильник с нижней морозильной камерой

Температурные режимы в камерах

В зависимости от номинальной температуры в испарителе, холодильники подразделяются на четыре группы. Выяснить к какой группе относится та или иная модель, можно по маркировке в виде звездочек.

• Одна звездочка (*) означает, что максимальная температура в морозильной камере -6 градусов. При такой температуре продукты рекомендуется хранить не более двух недель.
• Две звездочки (**) – температура в камере -12. Продукты в морозилке могут хранится дольше (месяц – полтора).
• Три звездочки (***) – при температуре -18 срок хранения продуктов возрастает до полугода. Такая температура считается самой оптимальной для заморозки  продуктов.
• Четыре (****) – высшая степень охлаждения -24. Эти модели имеют режим сверхбыстрого замораживания продуктов.

Холодильная камера предназначена для кратковременного хранения продуктов, поэтому в ней температура не должна опускаться ниже нуля. Кроме этих двух традиционных камер не так давно в современных холодильниках появилась еще одна камера – так называемая «зона свежести». Это специальный отсек с температурой 0 градусов. Он плотно закрывается и этим как бы изолируется от холодильной камеры. Полезно и удобно иметь дополнительную «нулевую камеру». Здесь хорошо хранить свежую зелень, овощи, фрукты и многие другие продукты.

Системы размораживания

Движение воздуха внутри камер может быть естественным или же принудительным. Для многих современных моделей характерна система принудительной циркуляции воздуха. Эта система получила название No Frost («без инея»). При наличии данной системы исключается образование льда в камере и таким образом, отпадает необходимость в размораживании холодильника. При капельной системе разморозки испаритель расположен на задней стенке холодильной камеры. Во время работы компрессора внутри камеры образуется наледь. Во время простоя компрессора наледь оттаивает, капли стекают по задней стенке вниз и через сливное отверстие вода попадает в емкость (лоток) над компрессором. Оттуда благодаря нагреванию от компрессора вода просто испаряется. Данный процесс размораживания проходит незаметно для пользователя и не требует его вмешательства. Капельная система надежна и больше подходит тем, кто не хочет много платить за новую технику, поскольку модели с капельной системой стоят меньше, чем холодильники с системой No Frost. Каждая из современных систем разморозки имеет свои плюсы и минусы. Бывают холодильники, в которых присутствуют обе системы (морозилка без шубы, а в холодильной камере – капельный эффект). Холодильники с ручным (неавтоматическим размораживанием) уже остались в прошлом и практически не выпускаются. Однако любой холодильник независимо от того какая система разморозки в нем реализована, все-таки иногда следует отключать от электросети для гигиенической уборки.

Класс энергосбережения

Изначально классов энергопотребления бытовой техники было семь. Обозначались они латинскими буквами: А, B, C, D, E, F, G. Техника класса А (в том числе и холодильники) имеет самое низкое энергопотребление, а класс G – самые расходные аппараты по части электричества. Но с появлением еще более энергоэффективной техники старой шкалы стало недостаточно, и добавились новые классы: А+; А++; А+++ или Super A. На сегодняшнем рынке преобладают модели самых экономных классов А, А+, А++, Super A, B, редко можно встретить класс C. Технику ниже классом, например класс D сегодня уже трудно найти в продаже. Если и найдутся такие холодильники, то это уже заведомо устаревшие модели.

Уровень шума

Все компрессорные холодильники при работе будут создавать шум. В разных моделях этот параметр варьируется в диапазоне от 20 до 50 дБ. Норма для домашней бытовой техники – не более 53 дБ. Для холодильника нормально, если шум от него не превышает 45 децибел на расстоянии одного метра от корпуса. Гудит обычно сам работающий компрессор. Если холодильник двухкомпрессорный, то уровень шума будет выше. Однако не всегда это оправдано. Один дешевый компрессор может гудеть сильнее, чем два дорогих качественных. Модели с системой «No Frost» будут более шумные, чем обычные модели. Шумность им добавляет вращение лопастей вентилятора, который предусмотрен данной системой.

Тип управления холодильником

Управление холодильником может быть либо электромеханическим, либо электронным. При электромеханической системе панель управления холодильника представляет собой сочетание одной-двух ручек (поворотных регуляторов) и пару кнопок. Все просто, надежно и недорого (такое управление характерно для недорогих моделей). Электронная система внешне представляет собой набор сенсорных кнопок вокруг небольшого дисплея. Здесь весь процесс управления доверен электронике. Если с механическим реле создается относительная температура, то электронная система управления дает возможность установить абсолютно точную температуру в камерах.

Встраиваемые модели холодильников

Квалифицировать холодильники можно по способам их установки. Каждый знает, как выглядит отдельно стоящий холодильник. Это отдельная конструкция, не требующая никакого монтажа. Поставить такой прибор можно где угодно и в случае перестановки мебели его можно передвинуть, куда вам захочется. Встраиваемая модель отличается от отдельно стоящего холодильника тем, что у нее нет собственного внешнего корпуса. Это понятно, ведь в данном случае холодильник полностью закрывается мебелью. Бывают полувстраиваемые модели, когда наружу выводится только электронная панель управления, а вся основная конструкция спрятана в мебели. По всем другим характеристикам встраиваемые модели почти ничем не отличаются от обычных холодильников. Ассортимент встраиваемых моделей меньше, а цены чуть выше.

Организация внутреннего пространства

Рациональность использования полезного объема холодильника во многом зависит от количества полок и возможности их перестановки, от набора разнообразных контейнеров для масла, яиц, контейнеров для бутылок, корзин для овощей и т.д. Полочки для продуктов могут быть сплошными (стеклянными или пластиковыми) или решетчатыми из металла. В некоторых современных моделях внутри имеется даже так называемый домашний мини-бар.

Дополнительные функции

Множество дополнительных опций делают холодильники еще более удобными в эксплуатации. Так во многих моделях предусмотрено перевешивания дверей, в случае если вам удобно открывать холодильник с другой стороны. Иногда встречаются модели на ножках (спереди) и на колесиках (сзади), чтобы при необходимости холодильник можно было приподнять и перекатить в другое место. Антимикробное покрытие камер способствует устранению неприятных запахов и продлевает сроки хранения продуктов. Удобно, когда при неплотном прилегании дверцы холодильник подает звуковой сигнал. Также неплохо, если панель управления блокируется (защита от детей). Но чем больше таких нововведений, тем выше цена техники.

Внешний дизайн

Внешним видом современные холодильники различаются по форме, цвету, габариту. Теперь холодильники не только белые как раньше, а представлены в любых других цветах и также могут иметь на корпусе эксклюзивные рисунки и даже приобретать вид шкафа или тумбочки.

Ценовая категория

Все холодильники, предлагаемые современными производителями, условно можно разделить на три категории:

• Недорогие (бюджетные) – нижний порог этой ценовой категории 150$ (холодильники малого объема), верхний 500 (модели среднего объема). К этой категории можно отнести отечественные холодильники «Бирюса», «Стинол», «Индезит», «Атлант», «Минск» и другие. А также некоторые модели популярных зарубежных производителей, таких как LG, Daewoo, Samsung, Ardo и многих других.
• Средняя ценовая категория – от 500$ до 1000$. Практически у каждого известного производителя есть в ассортименте немалое количество моделей этой ценовой категории. Здесь можно найти двух и трехкамерные холодильники с отличными техническими характеристикам. Можно найти так же и модные сегодня встраиваемые модели.
• Категория экстра-класс – это дорогостоящие модели в диапазоне от 1100$ до 15000$. Самые совершенные модели, как правило, больших размеров, с объемными камерами, с неповторимым дизайном и наличий всевозможных новейших технологий вплоть до встроенного телевизора и выхода в интернет.

Успехов вам в поисках самой лучшей техники.

Присоединиться в Telegram

Система сжатия пара | Цикл сжатия

Парокомпрессионному холодильному циклу уже почти 200 лет, но, похоже, он не готов покинуть сцену в ближайшее время. Хотя некоторые считают этот метод экологически вредным и неэффективным, цикл по-прежнему применим в промышленной сфере. Заводы по производству природного газа, нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы, а также большинство процессов производства продуктов питания и напитков являются одними из промышленных предприятий, в которых используются холодильные системы с компрессией пара. Какова отличительная черта этих систем? Простейшим объяснением этой системы является работающая в обратном направлении тепловая машина, технически называемая реверсивной машиной Карно. Другими словами, это передача тепла от холодного резервуара к горячему. Постановление Клаузиуса о втором законе термодинамики гласит: «Невозможно сконструировать устройство, которое работает в цикле и не производит никакого эффекта, кроме передачи тепла от тела с более низкой температурой к телу с более высокой температурой». Поскольку цикл сжатия пара противоречит второму закону термодинамики, для осуществления переноса необходима некоторая работа.

Почему мы используем термин «сжатие»?

Парокомпрессионный холодильный цикл включает четыре компонента: компрессор , конденсатор, расширительный клапан/дроссельный клапан и испаритель. Это процесс сжатия, целью которого является повышение давления хладагента, вытекающего из испарителя. Хладагент высокого давления проходит через конденсатор/теплообменник, прежде чем достичь начального низкого давления и вернуться в испаритель. Более подробное объяснение шагов приведено ниже.

Шаг 1: Сжатие

Хладагент (например, R-717) поступает в компрессор при низкой температуре и низком давлении. Он находится в газообразном состоянии. Здесь происходит сжатие для повышения температуры и давления хладагента. Хладагент выходит из компрессора и поступает в конденсатор. Поскольку этот процесс требует работы, можно использовать электродвигатель. Сами компрессоры могут быть спиральными, винтовыми, центробежными или поршневыми.

Этап 2: Конденсация

Конденсатор представляет собой теплообменник. Тепло передается от хладагента потоку воды. Эта вода поступает в градирню для охлаждения в случае конденсации с водяным охлаждением. Обратите внимание, что эту роль также могут играть методы охлаждения морской водой и воздухом. Когда хладагент проходит через конденсатор, он находится под постоянным давлением. Нельзя игнорировать безопасность и производительность конденсатора. В частности, контроль давления имеет первостепенное значение с точки зрения безопасности и эффективности. Существует несколько устройств контроля давления, отвечающих этому требованию  

Этап 3: Дросселирование и расширение

Когда хладагент попадает в дроссельный клапан, он расширяется и сбрасывает давление. Следовательно, на этом этапе температура падает. Из-за этих изменений хладагент выходит из дроссельной заслонки в виде парожидкостной смеси, обычно в пропорциях около 75 % и 25 % соответственно. Дроссельные клапаны играют две важные роли в цикле сжатия пара. Во-первых, они поддерживают перепад давления между сторонами низкого и высокого давления. Во-вторых, они контролируют количество жидкого хладагента, поступающего в испаритель.

Этап 4: Испарение

На этом этапе парокомпрессионного холодильного цикла хладагент имеет более низкую температуру, чем окружающая среда. Поэтому испаряется и поглощает скрытую теплоту парообразования . Отбор тепла из хладагента происходит при низком давлении и температуре. Эффект всасывания компрессора помогает поддерживать низкое давление. На рынке существуют различные версии испарителей, но основными классификациями являются жидкостное охлаждение и воздушное охлаждение, в зависимости от того, охлаждают ли они жидкость или воздух соответственно.

Рис. 1: Схематическое изображение этапов

Проблемы в цикле сжатия пара

Коэффициент производительности (COP) выражает эффективность этого цикла. Зная, что целью холодильника является отвод тепла и что этот процесс требует работы, КПД цикла принимает вид: Где «h» — энтальпия в системе. Некоторые проблемы парокомпрессионного холодильного цикла, которые могут повлиять на это значение:

Утечка/отказ компрессора

Выход из строя промышленного холодильного компрессора может дорого обойтись компании и нанести ущерб репутации производителя. Часто производители разбирают возвращенные компрессоры в поисках неисправностей. За годы исследований были выявлены некоторые распространенные причины отказа компрессора, в том числе проблемы со смазкой, перегрев, заклинивание, обратное захлебывание и загрязнение .

Загрязнение – испаритель и конденсатор

Загрязнение – это любой изолятор, препятствующий переходу между водой и хладагентом. Это может быть результатом роста водорослей, осаждения, образования накипи или слизи. Поскольку эта проблема увеличивает давление напора, это может привести к увеличению потребления энергии компрессором. Какова наилучшая практика? Содержите поверхность испарителя и трубы конденсатора в чистоте . Методы очистки воды должны быть на точке, чтобы держать эту проблему в страхе.

Охлаждение двигателя

Двигатель является самым большим потребителем энергии в цикле сжатия пара . В большинстве случаев эффективность этого устройства падает из-за проблем с охлаждением. К этому могут привести многие проблемы: засоренные воздушные фильтры, грязные воздушные каналы и т. д. Регулярная проверка журналов чиллера должна выявить любую аномалию, особенно сравнение между силой тока и напряжением.

Ограничение жидкостной линии

Если вы специалист по холодильному оборудованию и столкнулись с низким давлением в испарителе, одной из областей, которую необходимо проверить, является жидкостная линия , в частности, на наличие любых ограничений. Многие другие симптомы могут указывать на проблему, влияющую на энтальпию системы, как показано в следующих примерах:

1. Аномально высокая температура нагнетания
2. Низкое потребление тока
3. Высокий перегрев
4. Низкое давление конденсации
5. Локальный заморозок, близкий к ограничению
6. Пузырьки в смотровом стекле

При коммерческом охлаждении перекрытие линии жидкости может снизить охлаждающую способность системы на 50 %. Диагностика этой проблемы не должна быть сложной, так как опытный специалист может сказать, что что-то не так, просто проверив историю системы или проверив визуально. Если вы не знакомы с системой, вам может потребоваться провести несколько тестов, чтобы определить проблему. Первый – это тест на перепад температуры, который проводится во всех точках, где может развиться ограничение. Вы также можете выполнить тест замораживания , если поиск точной точки становится проблематичным. Этот тест пригодится, если вы подозреваете несколько компонентов, таких как испаритель, питающие трубы и дозирующее устройство. Тепловизионное изображение должно быть наиболее передовым и надежным методом определения засорения жидкостной линии. Это дает результаты в режиме реального времени, которые помогают вам определить проблему, о чем свидетельствуют изменения температуры.

Необходимо улучшить систему?

Понимание цикла сжатия пара — важный шаг на пути к решению общих проблем промышленного охлаждения. Все компоненты, участвующие в цикле, могут полностью нарушить эффективность или общую функциональность системы. ARANER может помочь вам определить возможности модернизации вашего парокомпрессионного холодильного цикла. Процесс включает в себя оценку текущего состояния системы и возможных возможностей улучшения. Другие возможные подходы к улучшению вашей системы включают установку высокоэффективных компонентов системы, модернизацию градирни. Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы узнать об этих и других решениях для промышленного охлаждения.

Основы компрессорного охлаждения

3 минуты чтения (501 слов)

Блог Жидкостное охлаждение Термический

Понедельник, 15 июля 2019 г.

Пытаясь понять, как работает система охлаждения на основе компрессора, вы должны помнить о трех физических явлениях:

Основные физические принципы

Когда газ сжимается, его температура увеличивается. И наоборот, когда он расширяется, его температура падает. Это одно из ответвлений первого закона термодинамики.

Температура чистой жидкости остается постоянной при ее кипении или конденсации. Если вы измерите температуру воды при ее кипении, температура останется постоянной на уровне 212°F или 100°C, пока присутствует жидкая вода. Когда газы конденсируются, температура системы остается постоянной до тех пор, пока весь газ не превратится в жидкость.

Для фазового перехода жидкости требуется значительное количество энергии. Чтобы полностью вскипятить заданное количество воды, требуется больше энергии, чем для того, чтобы довести такое же количество воды до температуры от 32°F до 211°F. Это означает, что значительное количество энергии может быть сохранено, а затем высвобождено только во время фазового перехода.

Цикл охлаждения

Цикл охлаждения является непрерывным процессом. Хладагент движется от компрессора к конденсатору, через дозирующее устройство к испарителю, а затем цикл повторяется (см. рис. 1).

Компрессор получает газ низкого давления из испарителя и преобразует его в газ высокого давления путем сжатия, как следует из названия. При сжатии газа температура повышается.

Затем горячий газообразный хладагент поступает в конденсатор. Конденсатор представляет собой теплообменник, в котором для охлаждения хладагента используется более холодная жидкость, обычно воздух из окружающей среды. Когда хладагент проходит через этот теплообменник, он конденсируется в горячую жидкость. Жидкий хладагент выходит из конденсатора и поступает к дозирующему устройству системы.

Измерительное устройство может представлять собой расширительный клапан или капиллярную трубку и используется для создания перепада давления. Как упоминалось ранее, температура и точка кипения жидкостей уменьшаются при уменьшении давления. Некоторое количество жидкого хладагента испаряется, и температура газожидкостной смеси падает. Затем холодный хладагент поступает в испаритель.

Испаритель — это еще один теплообменник, который позволяет теплу перемещаться между источником тепла и хладагентом.