Холодильный компрессор

Компрессор, или как в нашем случае холодильный компрессор, важнейшая часть современного холодильного оборудования, например, парокомпрессионных холодильных установок, по сути это «сердце» холодильной машины. Поэтому очень важно понимать, что это такое и как он устроен. Компрессор холодильный, как устройство, очень распространен. Область применения и использования компрессоров огромна. Везде, где требуется сжатие или подача веществ под давлением, без компрессора не обойтись. Холодильные компрессорыизготавливается, согласно самым высоким требованиям герметичности, так как предназначены для сжатия и передачи паров специального вещества в холодильных установках. Это специальное рабочее вещество называется холодильным агентом, в дальнейшем будем упоминать как хладагент.

Основные хладагенты, которые приненяются в холодильных компрессорах:

— диоксид серы (еще известен как сернистый ангидрид),

Предназначение холодильного компрессора

Задача холодильного компрессора в холодильном агрегате заключается в отсасывании паров хладагента из испарителя холодильного агрегата, сжатия, и подачи их под давлением в конденсатор холодильной парокомпрессионной машины.

Холодопроизводительность компрессора

Основные типы холодильных компрессоров:

—Поршневые холодильные компрессоры как видно из названия, выделяются наличием поршневой группы (до 12 поршней). Такие компрессоры наиболее часто применяются для малой холодильной техники (системы кондиционирования воздуха, бытовые и торговые холодильники).

—Винтовые (роторные) холодильные компрессоры, при примерно одинаковых габаритах, более холодопроизводительны чем поршневые,.

—Ротационные холодильные компрессоры нашли применение, преимущественно, в бытовых системах кондиционирования воздуха. Их можно разделить на пластинчатые компрессоры и компрессоры с катящимся ротором.

—Спиральные холодильные компрессоры применяют в холодильном оборудовании для пищевой промышленности, а также, и в основном, в кондиционировании. Спиральные компрессоры различные модификации в зависимости от критериев классификации: маслозаполненные, с впрыском хладагента, сухого сжатия; одно- и двухступенчатые; герметичные, бессальниковые, сальниковые; с эвольвентными спиралями, со спиралями Архимеда, с кусочно-окружными спиралями; вертикальные и горизонтальные.

—Холодильные турбокомпрессоры (центробежные холодильные компрессоры)используют, главным образом, для больших систем кондиционирования воздуха.

История изобретения холодильного компрессора

Современные производители компрессоров для холодильных установок

Винтовой (роторный) холодильный компрессор представляет собой механизм с винтовыми роторами, для сжатия и подачи паров холодильного агента в холодильных машинах.

Спиральный холодильный компрессор это устройство, где сжатие газа происходит при помощи спиралей.

Источник

Стандартная холодопроизводительность и подбор компрессоров

Холодопроизводительность холодильной установки характеризуется количеством теплоты, отводимой от охлаждаемого объекта. Эта теплота расходуется на превращение в пар определенного количества хладагента в камерных приборах.

Холодопроизводительность компрессора — условное понятие. Под ней понимают объем пара, отсасываемого из испарительной системы компрессором или группой компрессоров.

Различают теоретическую, действительную и стандартную холодопроизводительность компрессора.

Для сопоставления разных холодильных машин и подбора оборудования используется величина стандартной холодопроизводительности.

Производительность компрессора по условиям всасывания составляет некоторую долю от объема, описанного поршнем:

,

где — коэффициент подачи компрессора; — объем описанный поршнем;

— плотность хладоагента по условиям всасывания;

— удельный объем хладоагента по условиям всасывания.

Фактическая производительность компрессора при увеличении степени сжатия уменьшается, а эффективность использования энергии снижается.

Объем, описанный поршнем , для рабочих условий: ,

а для стандартных условий: .

Следовательно, стандартная холодопроизводительность будет:

,

где — объемная удельная холодопроизводительность для рабочих условий;

— объемная удельная холодопроизводительность для стандартных условий.

Подбор компрессора осуществляется по стандартной холодопроизводительности и установочной мощности электродвигателя.

Абсорбционная холодильная машина

По выходе из испарителя газообразный аммиак направляется в абсорбер 5 и при охлаждении (отвод теплоты растворения) поглощается водой с образованием высококонцентрированного раствора (»50% NH₃).

Полученный раствор нагнетается насосом 6 через теплообменник 7 в кипятильник 1, где в результате нагревания водяным паром (подвод тепла испарения) большая часть аммиака испаряется и в виде газа поступает в конденсатор 2. Обедненный водоаммиачный раствор (»20% NH₃) уходит из кипятильника через теплообменник 7 и дроссельный вентиль 8 в абсорбер 5, где вновь концентрируется в результате абсорбции газообразного аммиака.

Установка имеет высокую металлоемкость (большое количество оборудования).

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 636 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Что такое производительность холодильного компрессора?

Очень часто в данном вопросе используется термин «холодопроизводительность компрессора» или «холодопроизводительность холодильной машины» среди специалистов, монтажников и сервисников, работающих в данной отрасли.

В чистом виде это способность механизмов компрессора перенести какое-либо количество газообразного хладагента с одной, «холодной», стороны холодильной установки на другую, «горячую», за единицу времени.

Компрессор хладагента для холодильной или кондиционерной установки, выполненный по любой из существующих технологий (поршневой, роторной, спиральной, винтовой и даже «линейной») не является и, в принципе, не может являться идеальной холодильной машиной, а имеет очень ограниченную область применения, в которой его работа может быть более-менее эффективной (многое зависит и от эксплуатации холодильных установок).

Перенос им хладагента основан на принципе «разрежение/сжатие» (схема компрессора):

Понятие «горячая сторона» в работе холодильной машины возникло не только из-за реального физического разогрева хладагента в процессе цикла сжатия, к этому следует добавить, что в разогрев внутренних механизмов компрессора и его корпуса немалую толику вносят силы трения движущихся относительно друг друга поверхностей механизмов и тепловая энергия от обмоток электродвигателя, заставляющего компрессор выполнять доставшуюся ему работу.

Процесс сжатия хладагента в любом холодильном компрессоре и, естественно, его подача на выходной нагнетающий терминал, осуществляется «порционно» (пульсирующе), даже в тех, которые используют спиральную и винтовую технологию сжатия: и при каждом движении спиралей, и при каждом обороте винтов, возникают ситуации когда «толкающие» хладагент поверхности размыкаются и максимально достигнутое в «камере сжатия» текущее (моментальное) давление имеет «провал».

Количество хладагента, которое компрессор фреоновый может передать от входного терминала к выходному терминалу за один оборот ведущего вала (один цикл движения спиралей, один оборот винтов, один цикл движения поршня или ротора) — это и есть «мерило», лежащее в основе определения производительности компрессора.

Зная скорость вращения вала (или количество циклов движения поршня линейного компрессора) можно просчитать удельную производительность хладонового компрессора за единицу времени.

Единственной правдивой технической характеристикой компрессора (производители компрессоров берутся любые), является его объемная производительность за единицу времени, измеренная при нормальных условиях.

Источник

Подбор кондиционера по холодопроизводительности и мощности охлаждения

Первая и основная техническая характеристика, на которую обращают внимание при покупке любого кондиционера – это его мощность. Следует различать мощность потребления энергии и производительность в режимах охлаждения и обогрева. Второй показатель, если говорить условно, интерпретируется как количество холода или тепла, которое производит климатическое устройство в определенную единицу времени. Обозначается данная величина обычно либо в кВт, либо в тысячах БТЕ/час. Именно по ней делают выбор мощности кондиционера, совершая приобретение.

Мощность потребления и холодопроизводительность

Мощность потребления – расход электричества в единицу времени (тоже в кВт). Потребляемая энергия тратится на вывод некоторого количества тепла из помещения наружу. Величина холодопроизводительности обычно выше в несколько раз мощности потребления именно потому, что тепло не поглощается прибором, а удаляется на улицу.

Через суммарное соотношение этих двух величин можно судить об энергоэффективности (EER) кондиционера, то есть о его экономичности в плане потребления энергии. Производители выделяют семь классов энергоэффективности, среди которых самым выгодным оборудованием считают приборы, соответствующие классу A. Они меньше всего затрачивают энергии на свою работу. Важным показателем в данном случае станет потребление за год.

Но говоря о подборе мощности кондиционера, специалисты имеют в виду именно его холодопроизводительность, значения которой соответствуют суммарному количеству тепла всех теплоисточников в помещении.

Как уже упоминалось, эта величина имеет два обозначения: БТЕ (BTU) и кВт. Первая является британской тепловой единицей, соответствующей 0,293 ватта. В маркировке разные торговые марки по-разному обозначают эту характеристику. Обычно номинальные значения мощности в БТЕ кратны 1000. Если в коде маркировки или в технической документации встречаются цифры 7 (07), 9 (09), 12, 18 и так далее, то это и есть значения номинальной мощности, где 7=7000 БТЕ, 9=9000 БТЕ и далее по списку. Специалисты, соответственно, называют их «семерка», «девятка», «двенашка», «восемнадцатый».

Номинальная и оптимальная мощность кондиционера

приблизительные значения различных теплоизбытков

Под номинальной мощностью понимают усредненные показатели кондиционера по работе на холод. Но в каждом отдельном случае надо высчитывать оптимальную мощность, которая в идеале должна максимально совпадать с первой.

Номинальные значения подобраны производителями под каждый тип охлаждающего устройства:

Такой список не случаен. Здесь уже учтен подбор кондиционера и его мощности по площади помещения, и по высоте потолков, и по теплопритокам от бытового оборудования, электрического освещения, людей, кровли со стенами, открытых окон и вентиляции.

Расчет мощности для бытового кондиционера

Почему так важно правильно рассчитать и выбрать кондиционер по мощности (холодопроизводительности)?

Недостаточная оптимальная мощность влечет за собой функционирование прибора в режиме non-stop – он будет пытаться дотянуть до необходимой температуры в комнате. При переизбытке оптимальной мощности кондиционер будет функционировать в режиме постоянного старт/стопа и выдавать слишком сильные потоки охлажденного воздуха, которые не смогут нормально распределяться по всему периметру. И тот, и другой варианты моментально изнашивают компрессор.

В идеале оборудование климат-контроля должно работать так, чтобы не было лишней тепловой нагрузки, ведь любой кондиционер может компенсировать лишь ограниченное количество тепла.

Произведя правильный расчет мощности кондиционера после достижения заданной температуры компрессор выключается, а дальше функционирует только комнатный модуль. Как только параметры повысились на пару градусов, через температурные датчики на компрессор поступает команда об этом, и он снова включается.

При покупке бытовой сплит-системы или моноблока можно производить облегченный расчет мощности, учитывая лишь площадь помещения.

Принято считать, что в среднем 1 кВт = 10 м². Следовательно, комната с площадью 17 м² требует холодопроизводительности в 1,7 кВт. Выпускаются кондиционеры с мощностью от 1,5 кВт, но далеко не все производители имеют такие маломощные модели. А следующая величина обычно равняется 2 кВт. Если сторона солнечная, помещение оборудовано большим количеством техники, и регулярно находятся там несколько человек, то лучше отдать предпочтение в сторону больших значений – 2 кВт или 7 БТЕ.

Кондиционеры малой мощности соответствуют следующей таблице значений:

Типовой расчет мощности по площади помещения делают по общепринятой схеме:

Q1 = S * h * q / 1000

где Q — мощность при работе на холод (кВт), S — площадь (м²), h — высота потолков (м), q — коэффициент, равный 30 — 40 Вт/м³:

q = 30 для теневой стороны;

q = 35 для нормального попадания света;

q = 40 для солнечной стороны.

Q2 — суммарная величина теплоизбытков от людей.

Теплоизбытки от взрослого человека:

0,1 кВт — при минимальной активности;

0,13 кВт — при небольшой или средней активности;

0,2 кВт — при повышенной активности;

Q3 — суммарная величина теплопритоков от бытовой техники.

Теплоизбытки от бытовых приборов:

Для других приборов идет величина в расчете 30% от максимально потребляемой мощности.

Следует учесть, что это приблизительный подсчет, который имеет погрешности. Даже при подборе кондиционера малой мощности в квартиру или офис желательно воспользоваться услугами профессионалов и рассчитать все наверняка, так как упрощенный метод расчета мощности предусматривает минимальное количество техники, высоту потолка и количество народа.

Для чего нужен онлайн калькулятор

Сегодня многие интернет-витрины предлагают такую услугу, как калькулятор расчета мощности кондиционера, по которой легко определяется точная величина хладопроизводительности с учетом всех особенностей помещения. Это очень удобно – даже простой обыватель сможет им воспользоваться без особых знаний в области систем кондиционирования воздуха. Для чего такое умение может понадобиться? Чтобы недобросовестный продавец не пытался ввести в заблуждение человека, пытаясь продать ему залежавшийся на складе прибор не походящей мощности.

В конце статьи можно будет посмотреть видеоматериал с подробной инструкцией о том, как пользоваться калькулятором расчета мощности кондиционера обычному покупателю.

Стоит запомнить, что такие виды типовых подсчетов пригодны только для бытовых и административных помещений с площадью не более 70-80 м², без дополнительного технического оборудования и большой скученности людей на территории. Немаловажное значение еще имеет и виды/типы компрессора. Это тоже учитывают при подборе системы кондиционирования в квартиру или офис.

Таким образом, с расчетом мощности кондиционера по площади помещения все ясно – его результаты достаточно условны, а для мульти-систем или централизованных систем кондиционирования в зданиях промышленного назначения они непригодны.

Расчет холодопроизводительности мультизональных систем и центральных кондиционеров

расположение центрального кондиционера

При покупке и установке многозональных систем кондиционирования в любом случае придется обратиться к представителям фирм климатической техники, так как сделать это самостоятельно невозможно. Что обычно берут во внимание при расчете мощности центральных кондиционеров или мульти-сплит систем? Это:

Из этих трех пунктов уже выводят суммарную мощность, с которой могут работать VRV или VRF установки.

Сначала в центральной системе кондиционирования всегда производят расчет мощности для каждого отдельного внутреннего модуля по принципу, описанному выше для сплит-систем или моноблоков, устанавливаемых в небольших помещениях. Здесь, соответственно, будет больший теплоприток от приборов, людей, стен, крыши и окон. Все зависит от конструкции здания, его назначения и напичканности техникой.

После уже подбирают внешние установки с учетом мощности всех внутренних блоков и абсолютным максимумом наружной температуры, который установлен производителем в технической документации. Если значения превышены в силу особенностей установки внешнего модуля, то используют защитные экраны и заслоны.

У некоторых производителей премиум-класса есть возможность превышать допустимую мощность внешнего модуля примерно на 30%. При этом функциональность всей компоновки никак от этого не страдает.

По выбранной мощности определяют рабочий ток и его максимальные рабочие значения с некоторым запасом. Это необходимо для подбора номинального значения автоматического выключателя. Защита должна сработать при превышении допустимых величин по давлению, току и другим параметрам.

Для центрального кондиционирования всегда разумнее воспользоваться расчетом мощности кондиционера онлайн и советом специалиста, так как подбор агрегата по мощности охлаждения не дает точных гарантий относительно обслуживаемой площади без учета всей тепловой нагрузки. А это может определить только профессионал.

Расчет мощности компрессора кондиционера

компрессор с инверторным управлением

Если мощность была подсчитана неверно, или прибор был уже слишком старый, и произошла поломка компрессора, то придется его заменить на новый. Встает вопрос о том, как узнать мощность компрессора кондиционера, чтобы не повторять ошибок.

За все процессы, связанные с движением охлаждающей жидкости по холодильному контуру, в приборах кондиционирования воздуха отвечает компрессор – главный элемент внутреннего устройства (конструкции) внешнего модуля. Он также ответственен за хладопроизводительность, поэтому при ненормированной нагрузке выходит из строя.

Как правило, мощностные характеристики этой детали определяют еще на заводе-изготовителе, поэтому необходимо отталкиваться от данных в мануале. Совершенно нет необходимости рассчитывать мощность компрессора кондиционера, чтобы подобрать новый. Какую величину имел старый агрегат, такую необходимо и брать за основу. Но это применимо в ситуации с поломкой из-за окончания эксплуатационного срока прибора.

Если неисправность связана с неправильным подбором допустимых значений холодопроизводительности, то необходимо обратиться к специалистам. Не стоит пытаться у компрессора кондиционера рассчитать самостоятельно мощность, которая будет зависеть от множества факторов:

Лучше сделать расчет мощности кондиционера онлайн для установки нового прибора, так как замена компрессора рентабельна лишь в бытовых системах с характеристиками по холоду от 10 кВт и у полупромышленных моделей.

Сохранить главный узел дольше поможет покупка кондиционера с частотным преобразователем (инверторный тип управления). В этом приборе предусмотрены минимальное количество циклов включения/отключения и регуляция мощности компрессора – при достижении заданных параметров воздуха кондиционер переходит на работу с пониженной холодопроизводительностью.

Дальше можно посмотреть видео, как производить расчет мощности на калькуляторе самостоятельно.

Источник

Холодопроизводительность, потребляемая мощность и коэффициент подачи поршневого компрессора.

Теоретическая холодопроизводительность компрессора Qo, Вт, выра­жается произведением объема пара, всасываемого компрессором в ци­линдр Vh, м3/с, и объемной холодопроизводительности Qv, Дж/м3: Qo =Vh—Qv, Вт, (10.1)

Где: Vh — объем, описываемый поршнем, соответствующий теоретиче­скому объему пара, поступающего в цилиндр компрессора, м3/с; Qv — удельная объемная холодопроизводительность, Дж/м3. Теоретическая объемная производительность поршневого компрес­сора Vh, м3/с, зависит от геометрических характеристик компрессора (диаметра цилиндра и хода поршня), частоты вращения вала компрес­сора, числа цилиндров.

Объем пара, всасываемого в компрессор Vh, м3/с, определяется раз­мерами цилиндра и частотой вращения вала:

Где: D — диаметр цилиндра, м; 5 — ход поршня, м; П — частота вращения вала компрессора, с1; 2 — число цилиндров.

Из цилиндра компрессора в конденсатор нагнетается не весь паро­образный хладагент. Некоторое его количество остается в зазоре меж­ду поршнем и днищем цилиндра, в каналах клапанов. Объем, который занимает оставшийся в цилиндре хладагент, получил название «мерт­вый объем». Чем меньше величина мертвого объема, тем меньше потери компрессора и лучше характеристики работы компрессора. Наиболь­шую наглядность процессов, происходящих в рабочей полости ком­прессора, дает индикаторная диаграмма (рис. 10.16).

В процессе 1-2 происходит перемещение поршня компрессора из «нижней мертвой точки» (НМТ) к «верхней мертвой точке» (ВМТ).

Так как оба клапана компрессора закрыты, а объем хладагента в по­лости цилиндра уменьшается, происходит повышение давления или сжатие хладагента. В точке 2 открывается выпускной (нагнетатель­ный) клапан и хладагент при давлении рк нагнетается в конденсатор холодильной машины (процесс 2-3).

В точке 3 поршень находится в ВМТ и процесс нагнетания закан­чивается. Из цилиндра компрессора не весь хладагент подается в кон­денсатор. Часть сжатого до давления рк хладагента остается в мертвом объеме (отрезок С). При движении поршня от ВМТ по направлению к НМТ оставшийся в мертвом объеме хладагент расширяется (его дав­ление понижается) — процесс 3-4.

В точке 4 открывается впускной (всасывающий) клапан компрес­сора и начинается процесс всасывания, т. е. заполнения полости цилин­дра парообразным хладагентом из испарителя холодильной машины (процесс 4-1). При достижении поршнем положения НМТ процесс всасывания заканчивается.

Наличие мертвого объема приводит к тому, что на части хода порш­ня, соответствующего объему С, происходит расширение хладагента. Чем меньше мертвый объем, тем меньше потерь на расширение, т. е. меньше величина С.

Коэффициент подачи поршневого компрессора показывает, во сколько раз его действительная производительность меньше теоретической, и определяется соотношением λ = V_д/V_т = G_д/G_т, где V_д, V_т – действительная и теоретическая объемные производительности компрессора, м 3 /с; G_д = V_д/ v_н, G_т = V_т/ v_н – действительная и теоретическая массовые производительности компрессора, кг/с; v_н – удельный объем рабочего вещества при входе во всасывающий патрубок компрессора, м 3 /кг.

Характеристикой компрессора по холодопроизводительности является зависимость вида

Падение холодопроизводительности при уменьшении температуры кипения объясняется следующими причинами. По мере снижения t_о растет отношение давления Р_к/Р_о, (где Р_к – давление конденсации, Р_о – давление кипения), а значит коэффициент подачи λ уменьшится. С понижением t_о несколько уменьшится q_o = i₅ – i₄ и возрастает v_{1 ,} вследствие чего удельная объемная холодопроизводительность q_v = q_o/ v₁ резко снизится.

Источник