Введение
Одно из ведущих мест в холодильной технике занимают малые холодильные машины, получившие широчайшее распространение в торговле, общественном питании, в быту (холодильные камеры, шкафы, прилавки, витрины, льдогенераторы, кондиционеры, бытовые холодильники и морозильники и т.д.).
Торговое холодильное оборудование служит для непродолжительного хранения при пониженной температуре, демонстрации и продажи предварительно охлажденных или замороженных скоропортящихся пищевых продуктов.
Холодильные машины малой и средней холодопроизводительности идут в авангарде технического прогресса холодильной техники, поскольку именно в этой области впервые были введены полная автоматизация работы машины и установки, агрегатирование и монтаж на заводе-изготовителе, применение новых видов хладагентов, герметизация компрессоров, повышение частоты вращения компрессоров до 50 с-1 (3000 об/мин). В учебном пособии изложены физические основы получения холода, рассмотрены наиболее актуальные схемы и циклы работы компрессионных холодильных машин, дано описание основного и вспомогательного холодильного оборудования.
Все существующие в природе тела состоят из молекул, которые связаны между собой силами взаимного притяжения и находятся в беспрестанном хаотическом движении. Как и все движущиеся тела, движущиеся молекулы обладают кинетической энергией. А поскольку они связаны силами притяжения, то обладают также и запасом потенциальной энергии, зависящим от их взаимного расположения. Сумма кинетической и потенциальной энергии молекул составляет внутреннюю энергию тела. Внутренняя энергия в произвольном термодинамическом процессе может частично передаваться от одного тела (или группы тел) к другому телу (или группе тел) в форме теплоты. Передача теплоты, таким образом, представляет собой одну из форм передачи части внутренней энергии от одного тела к другому. Характерной особенностью этой формы передачи энергии является то, что осуществляется она энергетическим взаимодействием между молекулами участвующих в процессе тел, т.е. при этом отсутствует видимое движение тел. С позиций молекулярно-кинетической теории переход теплоты есть не что иное, как передача молекулами одного тела части своей кинетической энергии другому телу. Так как теплота представляет собой часть внутренней энергии, передаваемой в термодинамическом процессе, то принято говорить, что теплота подводится к телу или отводится от него. При этом энергия, отведенная в форме теплоты (отведенная теплота), считается отрицательной, а энергия, подводимая в форме теплоты (подведенная теплота), - положительной.
Меру изменения внутренней энергии, перешедшей от одного тела к другому в результате энергетического взаимодействия молекул без видимого движения самих тел, называют количеством теплоты.
Внутренняя энергия газа может изменяться также в процессе его расширения с преодолением сопротивления внешних сил и в процессе сжатия под действием внешних сил. При этом изменяются взаимное расположение молекул и характер их движения.
Такая передача части внутренней энергии тела, связанная с видимым направленным движением тела, называется работой.
Таким образом, передача теплоты и работа являются различными формами передачи части внутренней энергии в термодинамическом процессе. Единицей измерения теплоты, как и работы, для произвольного количества вещества является джоуль (Дж). В отличие от понятия теплоты, которая может быть количественно оценена, понятие холода является условным, его применяют только в том случае, когда теплота отводится от какого-либо объекта или тела к другому телу или к окружающей среде.
Глава 1. Теоретическая часть
Техническое обслуживание и ремонт холодильного шкафа ШХ-0,8 м
Малые холодильные машины с капиллярной трубкой имеют преимущества перед машинами с регулирующим вентилем:
- большая надежность и долговечность - трубка в отличие от ТРВ не имеет изнашивающихся деталей; машины с капиллярной трубкой изготавливают без разъемных соединений, на пайке или сварке;
- разгрузка компрессора при пуске, поскольку после остановки машины давления конденсации и кипения выравниваются;
- снижение стоимости машины вследствие отсутствия ресивера и отказа от ТРВ.
Холодильный шкаф ШХ-0,8М (Рис.6.23) охлаждается встроенным герметичным агрегатом. Для питания испарителя вместо ТРВ используется капиллярная трубка диаметром 2 и длиной 4100 мм.
Для пуска машины включается автомат АВ и тумблер В1. Если температура в шкафу выше требуемой, реле температуры РТ (термобаллон которого прикрепляется к испарителю) замыкает цепь катушки магнитного пускателя П (цепь управления). Контакты пускателя П включают двигатели компрессора ДК и вентилятора ДВ (силовая цепь). Реле температуры РТ, включая и останавливая компрессор, поддерживает в шкафу заданную температуру (1...3 °С). При открывании одной из дверок выключатели В2 шля ВЗ включают в шкафу лампочку Л.
Для защиты компрессора от перегрева тепловое биметаллическое реле РТК, укрепленное на кожухе компрессора, при 85...95 °С размыкает свои контакты и останавливает компрессор. При охлаждении кожуха до 40 °С компрессор снова включается. Автомат АВ отключает силовую цепь при коротком замыкании (если ток превышает номинальный в 12 раз) и при длительной токовой нагрузке электродвигателя (тепловая защита). Для повторного включения автомата необходимо через 10...15 мин после срабатывания снова включить автомат. Для полуавтоматического оттаивания испарителя служит реле оттаивания, совмещенное с реле температуры в одном блоке. Для кратковременной остановки агрегата можно пользоваться тумблером В.
Основными элементами торговой холодильной установки фирмы Danfoss (Дания) с двумя воздухоохладителями и конденсатором воздушного охлаждения являются испаритель морозильника (-20 °С), испаритель холодильной камеры (+5°С), герметичный компрессор, конденсатор и терморегулирующие вентили. Установка имеет, кроме того, ресивер.
На выходе из ресивера хладагент проходит через фильтр-осушитель и через смотровое окно - индикатор влажности. Ручные запорные вентили (РВ), размещенные с каждой стороны фильтра, позволяют в случае необходимости его заменить.
Перед каждым из регулирующих вентилей находится электромагнитный клапан EVR, управляемый с помощью реле температуры. Последнее открывает или закрывает электромагнитный клапан в зависимости от температуры, регистрируемой датчиком.
Обратный клапан NRV расположен на всасывающем трубопроводе, идущем от более холодного испарителя. Клапан предотвращает попадание хладагента обратно в испаритель во время остановки компрессора. Регулятор давления испарения KVP установлен на всасывающем трубопроводе, идущем от высокотемпературного испарителя. Его задача заключается в поддержании постоянного давления испарения, соответствующего температуре на 8-,.10 °С ниже температуры, требуемой для холодильной камеры.
На входе в компрессор находится пусковое реле KVL, которое обеспечивает защиту двигателя компрессора от перегрузок во время запуска.