Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Костромской государственный университетД. А. ЛЕБЕДЕВПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИУчебное пособие для студентов
направления подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»КостромаКГУ2018
УДК 621.56(075)
ББК 31.392я73-1
Л33Рассмотрено и рекомендовано к изданию
редакционно-издательским советом КГУРецензенты:заведующий отделом технологической оснастки текстильного оборудова¬
ния ФГУП ЦНИИМашдеталь д-р техн. наук Ю. В. Кулемкин;ООО	«Кристалл» (г. Кострома)Лебедев, Д. А.Л33 Принципы функционирования холодильной техники : учеб. посо¬
бие / Д. А. Лебедев. - Кострома : Изд-во Костром. гос. ун-та, 2018. -
71 с.ISBN 978-5-8285-0964-5В учебном пособии рассмотрены физические основы и технические
средства получения низких температур.Для студентов направления подготовки 15.03.02 «Технологические
машины и оборудование».УДК 621.56(075)
ББК 31.392я73-1ISBN 978-5-8285-0964-5© Костромской государственный
университет, 2018
© Лебедев Д. А., 2018
ОглавлениеПредисловие	41.	Основные понятия и определения	52.	Искусственное охлаждение	73.	Физические принципы получения холода	93.1.	Охлаждение при помощи десорбции	93.2.	Охлаждение посредством расширения сжатого газа	93.3.	Охлаждение при помощи дросселирования (эффект Джоуля - Томсона).... 103.4.	Вихревой эффект охлаждения	103.5.	Термоэлектрическое охлаждение (эффект Пельтье)	113.6.	Охлаждение при помощи фазовых превращений	124.	Термодинамические основы получения искусственного холода	154.1.	Круговые процессы (циклы)	154.2.	Рабочие процессы парокомпрессионной холодильной машины	174.3.	Рабочие процессы абсорбционной холодильной машины	184.4.	Рабочие процессы пароэжекторной холодильной машины	195.	Принципиальные схемы и циклы одноступенчатых парокомпрессионных
холодильных машин	215.1.	Параметры термодинамических диаграмм	215.2.	Термодинамические диаграммы	225.3.	Принципиальная схема и цикл одноступенчатой аммиачной
холодильной машины	245.4.	Принципиальная схема и цикл одноступенчатой фреоновой
холодильной машины	275.5.	Сравнение циклов	286.	Принципиальные схемы и циклы многоступенчатых парокомпрессионных
холодильных машин	316.1.	Зависимость основных характеристик холодильной машиныот режима работы	316.2.	Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машинысо змеевиковым промежуточным сосудом	346.3.	Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машиныс двумя испарителями и насосно-циркуляционной системой охлаждения	376.4.	Схемы и циклы каскадных фреоновых холодильных машин	397.	Особенности холодильных машин различных типов и области их применения	418.	Поршневые компрессоры холодильных машин	469.	Винтовые и центробежные холодильные компрессоры	5310.	Теплообменная аппаратура	5910.1.	Теплообмен в испарителях и конденсаторах	5910.2.	Конденсаторы	6110.3.	Испарители	67Заключение	70Библиографический список	713
ПредисловиеХолод широко применяется в различных отраслях промышленности
и быту.Холодильная техника - это отрасль науки, изучающая различные способы
получения искусственного холода, а также технические средства получения
и применения холода.В учебном пособии «Принципы функционирования холодильной техни¬
ки» рассматриваются физические основы и технические средства получения
низких температур.4
1.	Основные понятия и определенияТеплота - это вид энергии, который может быть преобразован в другие
виды энергии, и наоборот. Теплота может переходить от одного вещества (тела)
к другому только при наличии разности температур между ними.В зависимости от окружающих условий (давления и температуры) веще¬
ства находятся в одном из трех агрегатных состояний - твердом, жидком или
газообразном.Вещества могут переходить из одного состояния в другое при подводе
или отводе теплоты, вызывающей изменение строения вещества.Самопроизвольное понижение температуры вещества до температуры ок¬
ружающей среды называют естественным охлаждением.Понижение температуры вещества ниже температуры окружающей среды
возможно путем искусственного охлаждения.Холод - это теплота, отводимая от вещества, температура которого ниже
температуры окружающей среды.По температурному уровню различают области (рис. 1.1):•	умеренного холода - от температуры окружающей среды (~ 20 °С) до -120 °С;•	глубокого холода - от -120 °С до абсолютного нуля (-273,15 °С).Рис. 1.1. Области искусственного охлаждения5
Прежде чем перейти к более подробному рассмотрению способов искус¬
ственного охлаждения, остановимся еще на некоторых понятиях и определени¬
ях, без усвоения которых невозможно изучение основ холодильной техники.
Количество теплоты Q измеряют в джоулях (Дж).Тепловой поток, тоже Q, - это количество теплоты, отводимое (подводи¬
мое) от вещества (к веществу) за 1 с (измеряется в Дж/с). Тепловой поток как
один из видов энергии выражают в тех же единицах, что и мощность (так как
1 Дж/с = 1 Вт).Удельная теплоемкость с - это количество теплоты в Дж (кДж), которое
необходимо отвести (подвести) от вещества (к веществу) массой 1 кг, чтобы
понизить (повысить) его температуру на 1 °С (или 1 К - кельвин). Измеряется
в кДж/(кг-К). Удельная теплоемкость зависит от температуры вещества и его
агрегатного состояния.Значения удельной теплоемкости, кДж/(кг-К):-	для воды - 4,19;-	глицерина - 2,26;-	водного льда - 2,095.При отводе (подводе) теплоты переход через определенный температур¬
ный предел вызывает изменение агрегатного состояния.Теплоту, вызывающую изменение только температуры (без изменения аг¬
регатного состояния) называют «сухой». Ее количество, необходимое для по¬
нижения (повышения) температуры вещества массой М от начальной темпера¬
туры t\ до конечной /2, определяют по формулеQ =Mc(h -12).6
2.	Искусственное охлаждениеИскусственное охлаждение - это процесс переноса теплоты от тела с бо¬
лее низкой температурой к телу с более высокой температурой посредством со¬
вершения внешней работы.Искусственное охлаждение можно осуществить двумя способами:1)	за счет отвода теплоты с помощью другого вещества с более низкой темпера¬
турой (чаще всего при изменении его агрегатного состояния). Данный способ
является охлаждением с разомкнутым (одноразовым) циклом. Например, ох¬
лаждение льдом происходит без восстановления его первоначальных
свойств;2)	с помощью холодильных машин.Машинное охлаждение является охлаждением с замкнутым циклом, ох¬
лаждение происходит при помощи рабочего вещества (холодильного агента
или хладагента), которое постоянно возвращается в холодильной машине в ис¬
ходное состояние.В испарителе 4 (рис. 2.1) холодильной машины тепло от охлаждаемой
среды Оо подводится к хладагенту, в результате чего хладагент кипит, превра¬
щаясь в пар. Пары холодильного агента отводятся из испарителя компрессором1,	сжимаются в компрессоре и направляются в конденсатор 2, где парообраз¬
ный холодильный агент вновь превращается в жидкость.Теплоотводящая средаQ “ Q.,,* LРис. 2.1. Энергетический баланс холодильной установки:1 - компрессор; 2 - конденсатор; 3 - дросселирующее устройство; 4 - испаритель7
При сжатии холодильного агента в компрессоре совершается работа, ко¬
торая воспринимается хладагентом в виде теплоты L. Таким образом, от по¬
верхности конденсатора в теплоотводящую среду отводится тепло, эквивалент¬
ное совершенной работе в компрессоре и отведенное от охлаждаемой среды
в испарителе:Q = Qo + L.Количество теплоты, отведенной от охлаждаемой среды в испарителе,
в удельной форме выражают через удельную массовую холодопроизводитель-
ность:где G - масса жидкого хладагента.Удельная массовая холодопроизводительность показывает количество
тепла, которое можно отвести одним килограммом жидкого хладагента при
превращении его в пар, является непостоянной величиной и зависит от свойств
хладагента и температурного режима работы холодильной машины.
3.	Физические принципы получения холодаОсновой процесса охлаждения является теплообмен между двумя среда¬
ми - охлаждаемой и охлаждающей. Любой процесс, сопровождающийся по¬
глощением тепла, может быть использован для охлаждения.Охлаждение среды достигается при помощи разнообразных физических
процессов: при помощи фазовых превращений, сопровождающихся поглоще¬
нием тепла (плавление, парообразование, растворение соли); десорбцией газов;
расширением сжатого газа; дросселированием; посредством вихревого эффек¬
та; размагничивания твердого тела; посредством термоэлектрического эффекта.3.1.	Охлаждение при помощи десорбцииСорбция (от лат. sorbeo - поглощаю) - поглощение твердым телом или
жидкостью (сорбентом) жидкости или газа (сорбата) из окружающей среды.
Десорбция - обратный процесс, при котором поглощенное вещество покидает
поверхность или объем сорбента.Суть метода состоит в последовательном насыщении {сорбции), например,
активированного угля гелием и последовательном откачивании {десорбции) его
из этой среды. Данный способ протекает с большими энергетическими потерями.С термодинамической точки зрения он имеет смысл лишь при получении
сверхнизких температур, т. е. температур в области жидкого гелия.3.2.	Охлаждение посредством расширения сжатого газаВ процессе расширения газа происходит снижение его температуры. Так,
расширение перегретых паров аммиака от давления 1 МПа {t = +86 °С) до0,25 МПа позволяет снизить температуру до -15 °С.Если на пути потока газа, двигающегося под воздействием разности дав¬
лений, поставить специальное устройство, где поток газа будет вращать колесо
(или толкать поршень), то энергия потока будет совершать внешнюю полезную
работу. После этого устройства с понижением давления температура потока га¬
за снижается.Этот способ охлаждения применяется в воздушных и газовых холодиль¬
ных машинах для получения температур от -50 до -100 °С.9
3.3.	Охлаждение при помощи дросселирования
(эффект Джоуля - Томсона)Дросселированием называется снижение давления жидкости или газа при
прохождении его через узкое отверстие (трубка малого диаметра, вентиль с ма¬
лым проходным сечением) под воздействием разности давлений (рис. 3.1).Поток вещества не производит работу, и давление снижается практически
адиабатически, т. е. без теплообмена с внешней средой. При этом энтальпия
(теплосодержание) вещества остается постоянной. В узком сечении скорость
потока возрастает, и кинетическая энергия расходуется не на совершение
внешней работы, а на внутреннее трение между молекулами. Поток жидкости
проходит суженное пространство с большой скоростью, в результате чего
внешняя работа не совершается, так как работа проталкивания переходит в те¬
плоту трения между молекулами и не происходит теплообмена с окружающей
средой. Это приводит к испарению части жидкости и снижению температуры
всего потока.Данный процесс используется в парокомпрессионных холодильных ма¬
шинах в качестве основного способа изменения давления хладагента в холо¬
дильной машине - от давления конденсации до давления кипения в испарителе.
Процесс происходит в регулирующем вентиле или другом дроссельном меха¬
низме (капиллярной трубке) холодильной машины.ЖНЛК' 1w/лжидкость + пяр. ZAк№ ІЯІга[ р"У///// / дроссель
/ /[пористая перегородка)трубопроводРис. 3.1. Процесс дросселирования:Рк - давление конденсации; Ри - давление кипения хладагента, Рк > Ри3.4.	Вихревой эффект охлажденияПоток сжатого воздуха, который подается в трубу 1 через сопло 2 по ка¬
сательной к ее сечению, образует вихрь, в котором происходит разделение газа.
Наружный слой нагревается, внутренний становится холодным. Поток холод¬
ного воздуха, расположенного в центральной части, выходит из трубы через
диафрагму 3, а внешние нагретые слои воздуха выходят за пределы трубы че¬
рез дроссельный вентиль 4 (рис. 3.2).10
Тепло2Рис. 3.2. Принципиальная схема вихревой трубы:1 - корпус; 2 - сопло; 3 - диафрагма; 4 - вентильВихревая труба имеет ограниченное применение ввиду низкой энергоэф¬
фективности, высокого уровня шума и высоких требований к качеству изготов¬
ления и эксплуатации.Термоэлемент выполняется последовательным соединением двух полу¬
проводников, составляющих его ветви (рис. 3.3). Полупроводники имеют раз¬
ную проводимость. Они соединяются медными пластинами. При пропускании
постоянного электрического тока на одном из спаев выделяется тепло, на дру¬
гом достигается отрицательная температура.Эффективность термоэлементов в значительной степени зависит от
свойств материала.Применяя современные термоэлементы, можно получить разность темпе¬
ратур 20... 60 °С.3.5.	Термоэлектрическое охлаждение
(эффект Пельтье)л.Рис. 3.3. Принципиальная схема термоэлемента:1 - холодный спай; 2 - горячий спай;3 - источник постоянного тока; 4 - полупроводники11
По энергетической эффективности термоэлектрические охлаждающие
устройства существенно уступают парокомпрессионным холодильным маши¬
нам, поэтому не нашли широкого промышленного применения.Вместе с тем благодаря высокой надежности, конструктивной простоте,
компактности, бесшумности, долговечности термоэлектрические охлаждающие
устройства используют там, где предпочтение отдают указанным качествам:
в установках специального назначения, охлаждаемых барах-холодильниках,
транспортных холодильниках небольшой емкости.3.6.	Охлаждение при помощи фазовых превращенийФазовые превращения являются процессами с поглощением значительно¬
го количества тепла.1.	Плавление. При достижении твердым телом температуры плавления
дальнейшего повышения его температуры не происходит, а подводимая (или от¬
водимая) теплота тратится на изменение агрегатного состояния - превращение
твердого тела в жидкость (при отводе теплоты - из жидкости в твердое тело).Температура плавления зависит от вида вещества и давления окружаю¬
щей среды.При атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) температура плавления вод¬
ного льда равна 0 °С.Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг льда в воду (или
наоборот), называется скрытой или удельной теплотой плавления г.Для водного льда г = 335 кДж/кг.Количество теплоты, необходимое для превращения льда массой М в во¬
ду, определяют по формулеQ=Mr.Таким образом, одним из способов искусственного охлаждения является
отвод теплоты за счет плавления вещества в твердом состоянии при низкой
температуре.На практике этот способ давно и широко применяют, осуществляя охла¬
ждение с помощью заготовленного зимой с использованием природного холода
водного льда или с помощью замороженной в ледогенераторах с использовани¬
ем холодильных машин воды.2.	Сублимация - переход вещества из твердого состояния в газообразное,
минуя жидкую фазу, с поглощением теплоты.Механизм процесса сублимации состоит в выделении за пределы твердого
вещества наиболее «быстрых» молекул, кинетическая энергия которых обеспе¬
чивает преодоление сил притяжения остальных частиц твердого вещества.Удельное тепло сублимации равно сумме теплоты плавления и парообра¬
зования.12
На практике охлаждение посредством сублимации реализуют в основном
с помощью твердой углекислоты. Твердая углекислота («сухой лед») при атмо¬
сферном давлении имеет большую холодопроизводительность (574 кДж/кг)
и низкую температуру сублимации (-78,9 °С). Удельная теплота сублимации
«сухого льда» г = 571 кДж/кг.3.	Испарение - процесс парообразования, происходящий со свободной
поверхности жидкости.Испарение объясняется вылетом молекул, обладающих большой скоро¬
стью и кинетической энергией теплового движения, из поверхностного слоя.
Жидкость при этом охлаждается.При атмосферном давлении и температуре О °С скрытая теплота испаре¬
ния воды г = 2509 кДж/кг, при температуре 100 °С - г = 2257 кДж/кг.4.	Кипение - процесс интенсивного парообразования на поверхности на¬
грева за счет поглощения теплоты.Температура кипения зависит от давления паров над жидкостью и при по¬
стоянном давлении неизменна.При уменьшении давления температура кипения жидкости понижается,
так как для отрыва молекул пара от жидкости требуется меньшая внутренняя
энергия. Понижая давление над жидкостью, можно заставить кипеть жидкость
при низкой температуре, вплоть до температуры ее замерзания.Для получения холода применяют жидкости (хладагенты), имеющие при
нормальном (атмосферном) давлении низкую температуру кипения и большую
теплоту парообразования.Кипение жидкости при низкой температуре является одним из основных
процессов в парокомпрессионных холодильных машинах. Аппарат, где кипит
хладагент, забирая теплоту от охлаждаемого вещества, называется испарителем.Количество теплоты Q, подводимое к кипящей жидкости, определяют по
формулеQ=Mr,гдеМ- масса жидкости, превратившейся в пар.Кипение однородного («чистого») вещества происходит при постоянной
температуре, зависящей от давления. С изменением давления меняется и тем¬
пература кипения. Зависимость температуры кипения от давления кипения
(давления фазового равновесия) изображают кривой, называемой кривой упру¬
гости насыщенного пара.Для наиболее распространенного в холодильной технике хладагента -
аммиака такая кривая приведена на рис. 3.4. Атмосферному давлению, равному0,1 МПа, соответствует температура кипения аммиака -33 °С, давлению
1,2 МПа - температура 30 °С.Значения скрытой (удельной) теплоты парообразования г и давления ки¬
пения ро для некоторых хладагентов (при температуре кипения -15°С) пред¬
ставлены в табл. 3.1.13
Рис. 3.4. Кривая упругости насыщенного пара аммиакаТаблица 3.1Скрытая теплота парообразования и давление кипения хладагентовХладагентСкрытая теплота
парообразования г, кДж/кгДавление кипения p0,
МПаR717 (аммиак)13130,236R121590,183R222160,296R5021530,348R131061,315Из табл. 3.1 следует, что у аммиака по сравнению с другими хладагента¬
ми наибольшая скрытая теплота парообразования, дающая ему преимущество
при выборе хладагента для той или иной конкретной холодильной машины.Хладагент R12, имея значительно меньшую скрытую теплоту парообра¬
зования, обеспечивает работу холодильной машины при более низких (по срав¬
нению с работой на аммиаке) давлениях конденсации, что для конкретных ус¬
ловий может иметь решающее значение.14
4.	Термодинамические основы
получения искусственного холода4.1.	Круговые процессы (циклы)Первый закон термодинамики (частный случай закона сохранения и пре¬
вращения энергии): теплота О может превращаться в механическую работу L
(и наоборот) в определенных количественных соотношениях.Отношение теплоты к работе всегда постоянно: А = OIL\ О = AL (Дж).Константу А называют тепловым эквивалентом работы.В основе действия парокомпрессионных холодильных машин (исполь¬
зующих механическую энергию), а также абсорбционных и пароэжекторных
холодильных машин (использующих тепловую энергию) лежит второй закон
термодинамики: для передачи теплоты от менее нагретого тела (холодного)
к более нагретому (горячему) необходимо затратить энергию.1.	В тепловом двигателе происходит прямой круговой цикл - при подводе
теплоты О от источника с высокой температурой Іі совершается работа L
(рис. 4.1 а). При этом часть теплоты О о переходит к источнику с низкой темпе¬
ратурой У'і.Рис. 4.1. Принципиальные схемы действия теплового двигателя (а)
и холодильной машины (б) (7г > 7і)Энергетическую эффективность теплового двигателя оценивают терми¬
ческим КПД, показывающим, какая часть тепловой энергии О превратилась
в работу L:Пряной циклашшішши тгаб2.	В холодильной машине происходит обратный круговой цикл
(рис. 4.16). При совершении работы L теплота Оо с помощью рабочего вещества15
передается от источника с низкой температурой Т\ (охлаждаемой среды) к ис¬
точнику с более высокой температурой г1\ (окружающей среде - воздуху или
воде) (рис. 4.2а).Нагребаемая
7 f	tf // t M среда-—		—		-<аJ t гN——■»-!	С' ® ‘	>■— —<;Окружающаяі' I5среда■ © •1Оо■ ■ ')	Щ ■ ■	1У~—>■■ ■ ■ »—a tсредаРис. 4.2. Циклы холодильной машины (а), теплового насоса (б)
и комбинированный цикл (в) (Г3 > Т2> Тл)Энергетическая эффективность холодильной машины оценивается холо¬
дильным коэффициентом'.где Оо - отведенная теплота;L - работа, которую нужно затратить на отведение теплоты.Холодильный коэффициент s может быть в несколько раз больше 1.
С увеличением разности температур {'Г2 ~ /і) £ уменьшается.3.	Машину, в которой происходит также обратный цикл, но теплота Оо
переносится от окружающей среды с температурой к нагреваемой среде
(с ограниченными размерами), имеющей температуру Гз, называют тепловым
насосом (рис. 4.26).Тепловой насос предназначен для поддержания более высокой темпера¬
туры Гз по сравнению с температурой окружающей среды Т^.Энергетическую эффективность теплового насоса оценивают коэффици¬
ентом преобразования (отопительным коэффициентом)\а=о^=а,+1=г+1іL L Lгде Or - теплота, подведенная к нагреваемой среде.Следовательно, энергетическая эффективность теплового насоса выше,
чем энергетическая эффективность холодильной машины.В прямом и обратном циклах О = Оо + L.16
4.	В комбинированном цикле (рис. 4.3в) теплота Оо, отводимая от охлаж¬
даемой среды с температурой Т\, передается нагреваемой среде с температурой
Гз. Осуществляя такой цикл, одновременно получают холод Оо и теплоту Ог.Энергетическая эффективность комбинированного цикла выше, чем раз¬
дельного охлаждения и нагрева, однако одновременное получение холода и те¬
плоты с помощью одной и той же машины не всегда целесообразно.4.2.	Рабочие процессы
парокомпрессионной холодильной машиныВ парокомпрессионной (использующей механическую энергию) холо¬
дильной машине происходят следующие процессы (рис. 4.3):1)	4-1 - кипение хладагента в испарителе.За счет кипения хладагента при низкой температуре t0 теплота Оо отво¬
дится от охлаждаемой среды.В системе непосредственного охлаждения (например, в домашнем холо¬
дильнике) охлаждаемой средой является воздух в морозильной камере. В сис¬
теме с хладоносителем - это вода или рассол, которые насос направляет в бата¬
реи, расположенные в охлаждаемом помещении.Температуру кипения поддерживают такой, чтобы обеспечить заданную
температуру охлаждаемой среды. Для понижения температуры кипения to не¬
обходимо понизить давление кипения ро, что можно сделать, увеличив произ¬
водительность компрессора.Рис. 4.3. Принципиальная схема и идеальный цикл
парокомпрессионной холодильной машины:И - испаритель; КМ- компрессор; КД - конденсатор; РВ - регулирующий вентиль;1, 2, 3, 4 -точки цикла17
2)	1-2 - сжатие паров хладагента в компрессоре.Пары рабочего вещества из испарителя отсасываются с помощью ком¬
прессора, сжимаются до давления конденсациирк и нагнетаются в конденсатор.Величины ро и рк значительно влияют на производительность компрессо¬
ра и определяют количество энергии, которое необходимо для его работы.3)	2-3 - конденсация паров хладагента в конденсаторе.В конденсаторе теплота О = Оо+ L отводится от конденсирующегося хла¬
дагента с помощью охлаждающей среды (воздуха или воды), которая при этом
нагревается.Температура конденсации tK и давление конденсации рк зависят от темпе¬
ратуры окружающей среды, используемой для охлаждения конденсатора. Чем
она ниже, тем ниже будут температура и давление конденсации.4)	3-4 - дросселирование хладагента в регулирующем вентиле.При этом падают давление и температура хладагента (до t0 и р0).Таким образом, парокомпрессионная холодильная машина должна иметь
четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, испаритель и регули¬
рующий вентиль.4.3.	Рабочие процессы
абсорбционной холодильной машиныВ абсорбционной (теплоиспользующей) холодильной машине (рис. 4.4)
рабочее вещество двухкомпонентное - например, водоаммиачный раствор,
в котором аммиак является хладагентом, а вода - абсорбентом (поглотителем).Рис. 4.4. Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины:АБ - абсорбер; Н - насос; Г - генератор; КД - конденсатор;РВ - регулирующий вентиль; И - испаритель18
В генераторе (кипятильнике) Г при подводе к нему теплоты О,- раствор
выпаривается. Пар с высокой концентрацией легкокипящего компонента (ам¬
миака) поступает в конденсатор КД, а оставшаяся жидкость (слабый раствор,
близкий по концентрации к воде) поступает в абсорбер АБ.Сконденсированная в конденсаторе жидкость направляется в испаритель
И, где за счет теплоты Q0, отбираемой от охлаждаемой среды, образуется пар.Пар подводится к абсорберу, в котором он поглощается слабым раство¬
ром, поступившим из генератора. Этот процесс, называемый абсорбцией, со¬
провождается выделением теплоты Qa, которая отводится из аппарата с помо¬
щью холодной воды.Крепкий (насыщенный поглощенным паром) раствор из абсорбера с по¬
мощью насоса Н перекачивается в генератор.Помимо водоаммиачного раствора, широко применяют раствор броми¬
стого лития, в котором хладагентом является вода, а абсорбентом - бромистый
литий.Энергетическую эффективность абсорбционной холодильной машины
оценивают тепловым коэффициентом'.где LH - тепловой эквивалент работы насоса.Таким образом, в этой машине роль компрессора выполняют генератор,
абсорбер и насос.Основное количество энергии, необходимое для работы абсорбционной
холодильной машины, подводится к генератору в виде теплоты Qr. Количество
электроэнергии, необходимое для привода насоса, незначительно.По сравнению с парокомпрессионными абсорбционные холодильные
машины более надежны в эксплуатации, но существенно уступают им по ме¬
таллоемкости и энергетическим затратам. Абсорбционные холодильные маши¬
ны целесообразно применять на предприятиях, где имеется дешевая тепловая
энергия для обогрева генератора.4.4.	Рабочие процессы
пароэжекторной холодильной машиныВ пароэжекторной (также теплоиспользующей) холодильной машине ра¬
бочим веществом обычно служит вода (рис. 4.5).В кипятильнике (котле) КП вода кипит при подводе теплоты О,.. Обра¬
зующийся пар высокого давления поступает в эжектор Э (пароструйный аппа¬
рат).19
ХлаЭоноси-
тельРис. 4.5. Принципиальная схема пароэжекторной холодильной машины:КП - кипятильник; Э - эжектор; СМ - камера смешения эжектора; Н - насос;КД - конденсатор; РВ - регулирующий вентиль; И - испарительПри истечении из сопла эжектора пар развивает большую скорость, в ре¬
зультате чего его потенциальная энергия превращается в кинетическую энер¬
гию струи, засасывающей пар низкого давления из испарителя И.После смешения рабочий пар из кипятильника и холодный пар из испа¬
рителя в эжекторе сжимаются и направляются в конденсатор КД. Пар конден¬
сируется при отводе теплоты Окд с помощью охлаждающей воды.Из конденсатора часть воды через регулирующий вентиль РВ поступает
в испаритель, а другая часть насосом Н подается в кипятильник.Энергетическую эффективность пароэжекторной машины оценивают
тепловым коэффициентом'.<2о£Qr +LHРабота насоса ЬИ значительно меньше теплоты Ог, поэтому ею можно
пренебречь.Если в качестве источника Ог есть возможность использовать теплоту как
отход другого производства, то пароэжекторные холодильные машины могут
быть вполне энергетически выгодны.В абсорбционной и пароэжекторной холодильных машинах совмещены
прямой и обратный циклы. Поэтому тепловой коэффициент можно представить
в виде произведения термического КПД прямого цикла и холодильного коэф¬
фициента обратного цикла:g = rjTs-20
5.	Принципиальные схемы и циклы
одноступенчатых парокомпрессионных
холодильных машин5.1.	Параметры термодинамических диаграммПроцесс переноса тепла в холодильной машине отображается обратным
циклом (циклом Карно).Теоретические циклы изображают на термодинамических диаграммах,
которые служат базой для расчета холодильных машин.Наиболее распространены:1)	диаграмма «энтальпия - давление» (диаграмма і - lgр), применяют для теп¬
ловых расчетов;2)	диаграмма «энтропия - температура» (диаграмма s - Т), применяют для ана¬
лиза термодинамической эффективности циклов.Логарифмическая ось давления принимается в целях уменьшения мас¬
штаба диаграммы.При этом используют простые измеряемые параметры.1)	температуру t (°С) или абсолютную температуру Т (К);2)	давление р (Па), производные единицы: 1 МПа = 106 Па = 10,2 кгс/см2 = 10 бар;3)	удельный объем ѵ (м /кг);4)	плотность р = 1/ѵ (кг/м ), т. е. величину, обратную удельному объему.Кроме того, используют сложные расчетные параметры.1)	энтальпию I (кДж);2)	энтропию S (кДж/К).Энтальпия (теплосодержание) I - это полная энергия хладагента, зави¬
сящая от его термодинамического состояния.На диаграммах и в расчетах применяют удельную энтальпию і (кДж/кг),
т. е. отнесенную к единице массы хладагента.Удельную энтальпию можно выразить какі = и+ рѵ,где и - внутренняя энергия хладагента (энергия движения и взаимодействия
частиц хладагента), кДж/кг;
р - абсолютное давление, Па;
ѵ - удельный объем, м3/кг;рѵ - потенциальная энергия давленияр (расходуется на совершение работы).
Таким образом, энталъпия_ - это энергия, которая доступна для преобра¬
зования в теплоту при определенном постоянном давлении.21
Энтропия S - это функция термодинамического состояния хладагента,
характеризующая направление протекания процесса теплообмена между хлада¬
гентом и внешней средой.На диаграммах и в расчетах пользуются удельной энтропией ,ѵ, кДж/(кгК),
т. е. отнесенной к единице массы хладагента. Интерес обычно представляет ее
изменениегде Aq - теплота, отнесенная к единице массы хладагента, кДж/кг;Т„, - средняя абсолютная температура в течение процесса теплообмена, К.Таким образом, энтропия - это отношение количества теплоты Acj, сооб¬
щенной или отнятой у тела в процессе изменения его агрегатного состояния,
к абсолютной температуре Т„ь при которой происходит это приращение теп¬
лоты.Иными словами, энтропию представляют как изменение количества теп¬
ла при температуре Тт или как меру потери энергии.На диаграммах і - lgр и s - Т (рис. 5.1) точка К соответствует критиче¬
скому состоянию хладагента, т. е. такому сочетанию температуры и давления,
при котором исчезает различие в свойствах жидкой и газообразной фаз.A,s' = Aq/Tnb5.2.	Термодинамические диаграммыЦр' МПаРис. 5.1. Изображение теплообменных процессов
на термодинамических диаграммах /- Ідр (а) и s-T (б)22
Из точки К расходятся пограничные кривые, разделяющие поле на три
зоны: переохлажденная жидкость (ПЖ), парожидкостная смесь (Ж + П) и пере¬
гретый пар (ПП).Если на диаграмме і - lgр провести изобару (линию постоянного давле¬
ния, р = const), а на диаграмме s - Т - изотерму (линию постоянной температу¬
ры, Т = const), то они пересекут пограничные кривые в точках А и В. В точке А
хладагент находится в состоянии насыщенной жидкости, а в точке В - насы¬
щенного пара.На диаграммах фазовый переход от жидкости к пару идет слева направо.
При подводе теплоты (энтальпия и энтропия возрастают) переохлажденная
жидкость, достигнув состояния насыщения в точке А, начинает кипеть. При
дальнейшем подводе теплоты содержание жидкости в массе хладагента умень¬
шается, а содержание пара увеличивается, и в точке В достигает 100 %. Обра¬
зуется насыщенный пар. Паросодержание х хладагента на левой пограничной
кривой х = 0, а на правой х = 1.Состояние при х = 1 называют сухим насыщенным паром, т. е. пар не со¬
держит частиц жидкости. Влажный пар представляет собой смесь пара и жид¬
кости (П + Ж).Фазовый переход от пара к жидкости на диаграммах идет справа налево.
При отводе теплоты происходит процесс конденсации хладагента, который на¬
чинается в точке В и заканчивается в точке А.На диаграмме і - lgр разность значений энтальпий і в точках А и В бу¬
дет равна величине г (кДж/кг): г - удельная теплота парообразования, если
процесс идет от А к В\ г - удельная теплота конденсации, если процесс идет
от В к А.Параметры, соответствующие состоянию хладагента на левой погранич¬
ной кривой (х = 0), обозначают с одним штрихом, а на правой (х = 1) - с двумя
штрихами. Таким образом,г = і"в - /',.На диаграмме s - Т величине г, кДж/кг будет соответствовать площадь
под процессом A-В (заштрихованная), посколькуr = AqA-B = &sTm.В процессах кипения и конденсации давление и температура насыщения
остаются неизменными, так как подводимая или отводимая теплота расходует¬
ся на изменение агрегатного состояния хладагента. При этом температура на¬
сыщения зависит от давления. При увеличении давления температура повыша¬
ется, а при уменьшении - понижается.Если после достижения хладагентом в точке В состояния насыщенного
пара продолжать подводить теплоту при постоянном давлении (р = const), то
этот процесс В-С будет сопровождаться повышением температуры: Тс > Тв.
Насыщенный пар перейдет в точке С в состояние, называемое перегретым па¬
ром. Перегрев пара Ѳс = Тс~ Тв.23
Аналогично, если после окончания процесса конденсации В-A продол¬
жать отводить теплоту, то дальнейший процесс А-D будет сопровождаться по¬
нижением температуры. Насыщенная жидкость перейдет в точке D в состоя¬
ние, называемое переохлажденной жидкостью. Переохлаждение жидкостиѲ0=ТА-Т0.На диаграмме і - lgр (см. рис. 5.1 а) изотермы (Т= const) в зоне ПЖ идут
почти вертикально вверх, параллельно изоэнталъпам - линиям постоянной
удельной энтальпии (7 = const), а в зоне ПП - резко вниз.На диаграмме s - Т (см. рис. 5.16) изотермы горизонтальны. Изобары
(р = const) в зоне ПЖ идут резко вниз и почти совпадают с пограничной кривой
(х = 0), а в зоне ПП - поднимаются круто вверх. Изоэнталъпы (і = const) спус¬
каются круто вниз.Линии постоянной удельной энтропии (s = const) на диаграмме s - Т вер¬
тикальны, а на диаграмме і - lgр (см. рис. 5.1 а) располагаются примерно под
углом 45° к горизонтали.С небольшим подъемом от горизонтали на обеих диаграммах идут линии
постоянного удельного объема (ѵ = const). Большим давлениям р соответствует
меньший удельный объем ѵ.Поскольку при работе парокомпрессионной холодильной машины в ус¬
тановившемся (стационарном) режиме давления кипения ро и конденсации рк
хладагента постоянны, количество подводимой или отводимой теплоты изо¬
бражается на диаграмме і - lgр в виде отрезка прямой линии и равно разности
энтальпий в начале и конце процесса. В этом заключается достоинство диа¬
граммы і - lgр, которое обусловило ее широкое использование для расчета па¬
рокомпрессионных холодильных машин.5.3.	Принципиальная схема и цикл
одноступенчатой аммиачной холодильной машиныПринципиальная схема одноступенчатой аммиачной холодильной маши¬
ны показана на рис. 5.2а, ее теоретический цикл (обратный круговой процесс)
в диаграмме і - lgр - на рис. 5.26, в диаграмме s - Т- на рис. 5.2в.Принципиальная схема включает лишь основные элементы машины, не¬
обходимые для осуществления ее цикла. Вспомогательные элементы (аппара¬
ты, арматуру и др.), которые могут играть существенную роль в обеспечении
надежного и безопасного функционирования машины, на принципиальных
схемах обычно не показывают.Цифрами 1, 2, 3 и т. д. на принципиальной схеме и диаграммах обозна¬
чают так называемые характерные точки, соответствующие состоянию хлада¬
гента в начале или конце процесса, происходящего в холодильной машине или
каком-либо ее элементе.24
На рис. 5.2 точка 1 соответствует состоянию перегретого пара, всасывае¬
мого компрессором. В целях предотвращения «влажного хода» (попадания
в цилиндр компрессора частиц жидкости) пар в этой точке должен быть пере¬
грет, т. е. иметь температуру на 5... 10 °С выше температуры насыщенного пара
в точке 1".Процесс перегрева пара 11 может происходить внутри испарителя, час¬
тично во всасывающем трубопроводе и во всасывающей полости самого ком¬
прессора.Обычно перегрев в трубопроводе при рассмотрении принципиальных
схем и циклов не учитывают. На рис. 5.2 показано, что точка 1" находится
«внутри» испарителя.Рис. 5.2. Принципиальная схема (а) и цикл на диаграмме /- Ідр (б)
и диаграмме s - Т(в) одноступенчатой аммиачной холодильной машины:КМ - компрессор; КД - конденсатор; И - испаритель; РВ - регулирующий вентильПроцесс сжатия пара 1-2 осуществляется в компрессоре. Пар сжимается
от давления кипения ро до давления конденсации рк. Этот процесс считают изо-
энтропным (удельная энтропия s = const), протекающим без трения между мо¬
лекулами и без теплообмена с окружающей средой, - особый случай адиабат¬
ного процесса.В точке 2 хладагент находится в состоянии сильно перегретого пара при
давлении рк. Для совершения процесса сжатия 1-2 необходимо затратить рабо¬
ту /, кДж/кг, которую можно определить как разность энтальпий в конце и на¬
чале процесса:1	= і2- і\,так как рост энтальпии пара пропорционален затраченной механической работе.Для того чтобы осуществить процесс конденсации, необходимо сначала
понизить температуру перегретого пара до температуры насыщенного пара при
данном давлении рк. Процесс охлаждения пара (сбив перегрева) 2-2" может25
происходить в конденсаторе и частично в нагнетательном трубопроводе. Точка
2" показана на рис. 5.2а «внутри» конденсатора.Процесс конденсации 2"-3', т. е. превращения насыщенного пара в насы¬
щенную жидкость, происходит при постоянных давлении рк и температуре /,.
и сопровождается отдачей теплоты среде, охлаждающей конденсатор. Это
скрытая или удельная теплота конденсациигкд = h" - h-После завершения процесса конденсации при наличии соответствующих
условий (необходимой теплообменной поверхности) жидкий хладагент может
быть здесь же, в конденсаторе, переохлажден (процесс З'-З) от температуры
насыщенной жидкости до более низкой температуры при том же давлении рк.Так как процессы 2-2", 2"-3' и З'-З протекают в конденсаторе, общая
удельная теплота qKd, кДж/кг, отводимая в конденсаторе, будетЦ ко ^2 ^З-Переохлажденный жидкий хладагент поступает в регулирующий вен¬
тиль, где осуществляется процесс дросселирования 3-4. При этом давление па¬
дает от рк до ро, а температура понижается от t3 до /().В процессе дросселирования полезная работа не совершается, а энергия
в виде теплоты передается хладагенту и расходуется на частичное испарение
жидкости. Поэтому при неизменной энтальпии возрастает его энтропия.Процесс кипения 4-1" хладагента происходит в испарителе при постоян¬
ных давлении ро и температуре to и, так же как и процесс конденсации, является
одновременно изобарическим и изотермическим. В процессах кипения 4-1"
и перегрева Г'-Г энтальпия хладагента возрастает от ц до і\. Величину q0,
кДж/кг называют удельной массовой холодопроизводителъностъю машины.Чо = h ~ U-Для рассмотренного цикла 1-2-3-4 холодильный коэффициент:Чо__ i\ ~ U
/ і2 і\а удельная теплота, отводимая в конденсаторе, дкд, кДж/кг равна сумме
удельной массовой холодопроизводительности машины qo и работы сжатия /:^кд— qo I-Последнее уравнение отражает тепловой баланс холодильной машины,
соответствующий первому закону термодинамики.26
5.4.	Принципиальная схема и цикл
одноступенчатой фреоновой холодильной машиныОсобенностью фреоновых холодильных машин по сравнению с аммиач¬
ными является возможность использования компрессоров со встроенными
электродвигателями (герметичных и бессальниковых), а также включения
в схему регенеративного теплообменника (РТО), позволяющего повысить эф¬
фективность работы машины.Принципиальная схема одноступенчатой фреоновой холодильной маши¬
ны и ее теоретический цикл на диаграмме і - lgр показаны на рис. 5.3.Пар хладагента из испарителя направляется в РТО, где он омывает змее¬
вик, внутри которого протекает жидкий хладагент, поступающий из конденсато¬
ра. В результате теплообмена пар, забирая теплоту от жидкости, перегревается
(процесс 1и-1То), а жидкость внутри змеевика переохлаждается (процесс 3-4).Если пренебречь теплообменом с окружающей средой, то тепловой ба¬
ланс РТО можно представить в виде равенствав котором разность энтальпий із - ц равна теплоте, отводимой от 1 кг жидкого
хладагента, а разность энтальпий /іто - іы равна теплоте, подводимой к 1 кг па¬
ра, поступающего в РТО из испарителя.Рис. 5.3. Принципиальная схема (а) и цикл на диаграмме /- Ідр (б)
одноступенчатой фреоновой холодильной машины с регенеративным
теплообменником и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель:КМ- компрессор; ЭД - встроенный электродвигатель; КД - конденсатор; И - испа¬
ритель; РТО - регенеративный теплообменник; РВ - регулирующий вентильЗадаваясь перегревом пара в РТО<t$аб27
и определяя по диаграмме или таблице перегретого пара соответствующие зна¬
чения энтальпий /іи и /іто, из уравнения теплового баланса РТО находят энталь¬
пию/4 — /3 — (^іто — і 1и)-По энтальпии ц на изобаре рк = const определяют положение точки 4.Из РТО пар поступает в кожух компрессора и, омывая обмотку статора
встроенного электродвигателя, еще более перегревается (процесс 1ТО-1).Перегрев в электродвигателе#ЭД t\ — ?1тозависит от КПД и мощности встроенного электродвигателя. При построении
цикла величину Ѳэд принимают примерно равной 10... 15 °С.Остальные процессы данного теоретического цикла, а также его построе¬
ние аналогичны соответствующим процессам цикла и его построению для од¬
ноступенчатой аммиачной холодильной машины (см. рис. 5.2).5.5.	Сравнение цикловНа рис. 5.3б пунктиром дополнительно показаны следующие процессы:1)	3-6 - дросселирование в регулирующем вентиле при отсутствии РТО;2)	1и-7 - сжатие в компрессоре при отсутствии РТО и в компрессоре без встро¬
енного электродвигателя (в этих случаях принципиальная схема и цикл ма¬
шины не отличаются от показанных на рис. 5.2).Из сравнения двух циклов, представленных на рис. 5.2 и 5.3, вытекает,
что введение РТО позволяет повысить удельную массовую холодопроизводи-
телъностъ машины.Aq0 = /6 - /5,но при этом возрастает перегрев всасываемого пара:^рто ^іто — ^ІИ-Общий перегрев всасываемого пара в РТО и встроенном электродвигате¬
ле компрессораѲ\ = t\ - ?іи.Необходимая удельная массовая холодопроизводительность компрессо¬
ра, кДж/кг^/Окм — Н ~ І5-28
Величина t/окм показывает, какое количество теплоты отводит 1 кг хлада¬
гента, поступающего в компрессор, при рабочих параметрах цикларо,рк, Ѳ\.В тепловом расчете используют также удельную объемную холодопроиз-
водительность компрессора qVKM, кДж/м^ѵкм ^Окм / Ѵі,где Ѵ\ - удельный объем пара, всасываемого в цилиндр компрессора, м3/кг.При расчете холодильной машины обычно задаются тепловой нагрузкой
на испаритель Ои (кВт или кДж/с).Тогда количество циркулирующего хладагента (массовый расход) Ga, кг/с
находят по отношениюGa — (2и /q<hа необходимую холодопроизводительность компрессора Qqkm, кВт из выраже¬
ния(2окм GgCJ Окм-При этом объем пара, всасываемого компрессором, Ѵкм, м/с:^км ~ GaVj.Для того чтобы лучше проиллюстрировать существо расчета циклов хо¬
лодильных машин, а также зависимость основных параметров от рабочих усло¬
вий и вида хладагента, проведем сравнительный расчет цикла 1 и—V—3 —6—1 и для
одноступенчатой аммиачной и одноступенчатой фреоновой (на R12) холодиль¬
ных машин и цикла 1-2-4-5-1 для одноступенчатой фреоновой машины с РТО
и встроенным электродвигателем.Были приняты следующие рабочие условия: t0 = -15 °С, tK = 30 °С,
Ѳы = 5°С,Ѳ3 = 3 °С, ѲІТ0 = tlm - іы = 20 °С, Ѳщ = tx- tlm = 10 °С, 0И = 10 кВт.Результаты сравнительного расчета приведены в табл. 5.1.Анализ данных показывает, что при работе холодильной машины на R12
с РТО и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель, удельная мас¬
совая холодопроизводительность машины qo увеличивается примерно на 10 %,
но одновременно работа сжатия / также возрастает примерно на 12 %. Это при¬
водит к незначительному, примерно на 2 %, уменьшению холодильного коэф¬
фициента s, увеличению объема всасываемого компрессором пара Ѵкм на 4 %
и необходимой холодопроизводительности компрессора QoKM на 15 %.Таким образом, введение РТО в схему холодильной машины не улучшает
ее энергетической эффективности, соответствующей холодильному коэффици¬
енту s. Применение РТО объясняется практическими условиями работы фрео¬
новых холодильных машин, в первую очередь уносом капель жидкого хлада¬
гента из испарителей змеевикового типа и необходимостью обеспечить возврат
масла в картер компрессора.29
Дополнительный перегрев пара в электродвигателе также отрицательно
влияет на холодильный коэффициент е и приводит к увеличению объема вса¬
сываемого компрессором пара Ѵкм, следовательно, габаритных размеров и ме¬
таллоемкости компрессора. Однако использование компрессора со встроенным
электродвигателем позволяет существенно повысить герметичность всей ма¬
шины и уменьшить габаритные размеры и металлоемкость компрессорного аг¬
регата.Расчетные данные цикла на аммиаке (R717) подтверждают лучшие, по
сравнению с R12, термодинамические свойства аммиака.Таблица 5.1Сравнительный расчет циклов одноступенчатой аммиачнойи одноступенчатых фреоновых холодильных машин	ВеличинаЦикл
на R717
(аммиаке)Циклы на R12СРТО
и встроенным
электродвигателем
компрессорабез РТОЭнтальпия /іи, кДж/кг1680549549Энтальпия /'і, кДж/кг—568—Энтальпия /2, кДж/кг—596—Энтальпия /4, кДж/кг—415—Энтальпия /7, кДж/кг1895—574Энтальпия /з, кДж/кг550—427Энтальпия /іто, кДж/кг—561—Удельный объем всасываемого пара
ѵ, м3/кг0,52Ѵі =0,106і/1и = 0,093Удельная массовая холодопроизво¬
дительность машины <7о, кДж/кг1130134122Работа сжатия /, кДж/кг2152825Холодильный коэффициент £5,264,794,88Количество циркулирующего
хладагента Ga, кг/с0,0090,0750,082Удельная массовая холодопроизво¬
дительность компрессора qQm, кДж/кг1130153122Удельная объемная холодопроизво¬
дительность компрессора кДж/м3217314431312Объем всасываемого компрессором
пара Ѵш, м3/с4,7-10-37,95-10“37, 63Ю“3Необходимая холодопроизводитель¬
ность компрессора Qokm, кВт10,011,510,0При работе на аммиаке удельная массовая холодопроизводительность
машины до возрастает в 9 раз, но так как при этом увеличивается и работа сжа¬
тия /, холодильный коэффициент повышается лишь на 8 %, а объем всасывае¬
мого пара Ѵкм уменьшается примерно на 60 %. Это позволяет создавать амми¬
ачные машины с меньшими габаритными размерами и металлоемкостью, чем
у фреоновых машин.30
6.	Принципиальные схемы и циклы
многоступенчатых парокомпрессионных
холодильных машин6.1.	Зависимость основных характеристик
холодильной машины от режима работыОсновными параметрами, определяющими режим работы и рабочие ха¬
рактеристики парокомпрессионной холодильной машины, являются вид хлада¬
гента и его температуры кипения to и конденсации /ІС.Температура кипения to и соответствующее ей давление кипения ро зави¬
сят главным образом от температуры охлаждаемой среды txc.Охлаждаемой средой может быть:1)	воздух - в домашних холодильниках, камерах хранения, аппаратах для ох¬
лаждения и замораживания продуктов, когда испаритель находится непо¬
средственно внутри охлаждаемого объекта; такая система называется систе¬
мой непосредственного охлаждения;2)	жидкий хладоноситель (вода, рассол и др.) - в холодильных машинах с хла-
доносителем.Таким образом, температура кипения определяется требуемой темпера¬
турой охлаждаемой среды.Температура охлаждаемой среды /х с должна быть:1)	для хранения охлажденных пищевых продуктов - в пределах 2...4 °С (она не
может быть ниже О °С);2)	для хранения замороженных продуктов - не выше -10 °С (обычно -15...-20 °С);3)	для замораживания пищевых продуктов требуется txc = -30...-40 °С.Если охлаждаемой средой является воздух, то температурный напор
в испарителе принимают равнымeu=tx.c-t0 =Ю... 15 °С,
если в испарителе охлаждается жидкий хладоноситель:Ѳи = 5...8 °С.Разницу между температурами двух разных сред, например хладагента
и воздуха, называют температурным напором Ѳ .Разницу между температурой одной среды, например начальной и конеч¬
ной температурами хладоносителя на входе в аппарат и выходе из него, назы¬
вают разностью температур At.31
Температура конденсации tK и соответствующее ей давление конденсации
рк зависят от температуры среды /0.с, охлаждающей конденсатор.Для охлаждения конденсатора используют окружающий воздух или воду,
температура которых зависит от климатических условий и времени года.Выбор охлаждающей среды обусловлен холодопроизводительностью
машины и ее типом:1)	во фреоновых холодильных машинах малой холодопроизводительности (до
15 кВт) применяют воздушные конденсаторы;2)	в холодильных машинах средней холодопроизводительности (от 15 до
120 кВт) применяют как воздушные, так и водяные конденсаторы;3)	в холодильных машинах большой производительности (более 120 кВт) ис¬
пользуют чаще водяные конденсаторы.В воздушных конденсаторах температурный напор:Температуры кипения to и конденсации /ІС существенно влияют на основ¬
ные характеристики машины: холодопроизводительность, потребляемую мощ¬
ность, холодильный коэффициент, надежность и долговечность.Наибольшее влияние оказывает температура кипения.Рассмотрим это более подробно. На рис. 6.1 на диаграмме і - lgр показан
цикл 1 2 3 4 одноступенчатой холодильной машины, работающей при давле¬
ниях кипения ро и конденсации рк, которым соответствуют температуры кипе¬
ния t0 и конденсации /к.в водяных конденсаторах:@кд = 5---8 °С.Igp, M/faРис. 6.1. Изменение цикла холодильной машины
с понижением температуры кипения32
При данном режиме работы удельная массовая холодопроизводитель-
ность машиныq0 = /|» - /4,
а удельная работа сжатия компрессора^= h ~ h ■Если температура кипения понижается до значения /()а, удельная массовая
холодопроизводительность, как видно из диаграммы, уменьшается:Я О и = 1\’а ~ Ча ■Это объясняется тем, что при дросселировании до более низкого давле¬
ния роа (процесс 3 4а) хладагент поступает в испаритель с большим содержани¬
ем пара:х4 а ^ ^4 ■Удельная работа сжатия компрессора с понижением температуры кипе¬
ния увеличивается:1(і ~ І2а ~ На ■При этом уменьшается удельная массовая холодопроизводительность
компрессораЯоки =11~14и повышается температура конца сжатия пара в компрессоре:h а > h ■С понижением температуры и давления кипения увеличивается удельный
объем всасываемого пара:ѵ1а>ѵЪчто приводит к существенному уменьшению удельной объемной холодопроиз-
водительности компрессора qVKM.Таким образом, с понижением температуры кипения:-	уменьшается холодопроизводительность машины;-	снижается ее энергетическая эффективность, так как уменьшается значениеЯохолодильного коэффициента в = —;-	ухудшаются рабочие характеристики компрессора, так как с увеличением
отношения давлений pjpo и их разности рк - р0 растет нагрузка на механизм
движения и повышается температура конца сжатия.33
К аналогичным отрицательным последствиям приводит повышение тем¬
пературы конденсации и соответствующего давления конденсации. Кроме того,
увеличивается нагрев компрессора и потребление электроэнергии.Однако, если понижение температуры кипения на 1 °С уменьшает холо-
допроизводительность машины на 4... 5 %, то повышение температуры конден¬
сации на 1 °С снижает ее всего на 1.2 % (в зависимости от типа холодильной
машины и условий ее работы).6.2.	Схема и цикл
двухступенчатой аммиачной холодильной машины
со змеевиковым промежуточным сосудомОтрицательных последствий влияния большого значения отношения рк/р0
на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступен¬
чатого рабочего цикла многоступенчатым.Переходить к многоступенчатому сжатию следует, если рк/р0 > 8.На холодильниках промышленности и торговли наиболее распростране¬
ны двухступенчатые аммиачные холодильные машины, создающие необходи¬
мые условия для холодильной обработки и хранения замороженных пищевых
продуктов.Двухступенчатая аммиачная машина со змеевиковым промежуточным
сосудом (рис. 6.2) работает следующим образом.Рис. 6.2. Принципиальная схема (а) и цикл на диаграмме i- igp (б)
двухступенчатой аммиачной холодильной машины
со змеевиковым промежуточным сосудом34
Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени КМ\,
сжимается в нем до промежуточного давления рир (процесс 1-2) и нагнетается
в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя (от
франц. barbotage - перемешивание, т. е. пропускание через слой жидкости пу¬
зырьков газа или пара) через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного
состояния (2-2"), затем снова перегревается (2м 3) и всасывается компрессором
второй ступени КМ2.В компрессоре КМ2 пар сжимается от промежуточного давления рщ до
давления конденсации рк (3 4) и нагнетается в конденсатор КД. Здесь пар охла¬
ждается (4—4") и конденсируется (4м—4'). Сконденсированная насыщенная жид¬
кость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться (4-5) в зависимости от
его конструкции на 3...4 °С.Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточного сосуда,
где дополнительно переохлаждается (5-6). Змеевик находится под уровнем ки¬
пящего хладагента (состояние 7') при температуре /Іф.Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хла¬
дагента (при давлении конденсации рк) в змеевике является промежуточная
температура ?пр- Практически же температура t6 будет на 3...5 °С выше tj = /Іф.
Разность температур t6 - tj = 3...5 °С называют недорекуперсіцией (рекуперация,
от лат. recuperatio - «обратное получение», т. е. возвращение части вещества
или энергии для повторного использования в том же процессе).После переохлаждения основной массовый поток хладагента G\, кг/с
дросселируется в регулирующем вентиле РВ\ (6-8) и поступает в испаритель И.
Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле РВ2
(6-7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дроссе¬
лирования пар G вместе с основным массовым потоком G\ всасывается ком¬
прессором второй ступени КМ2. К ним добавляется еще массовый поток G", об¬
разующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагента за счет отвода
теплоты от змеевика и охлаждения пара в процессе 2-2" при его барботирова-
нии через слой жидкого хладагента.Таким образом,G2 = G\ + G + G",т. е. массовый поток G2, всасываемый компрессором КМ2, больше массового
потока Gi, проходящего через испаритель и компрессор КМ\, на сумму G + G",
которая составляет 10... 20% от G\.Объемный поток пара, всасываемого компрессором КМ\.Vl = Glvl.Он в несколько раз больше объемного потока пара, всасываемого ком¬
прессором КМ2.У2 = G2V3,так как удельный объем Ѵ\ значительно больше удельного объема ѵ3На рис. 6.2б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии
промежуточного сосуда (5-8а) и процесс одноступенчатого сжатия (1 -4а).35
Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура U
заметно ниже температуры Этот фактор, а также то, что отношения давле¬
ний рк/рЩі =Рщ/ро существенно меньше отношения давлений /?к/д>, обеспечивают
лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии,
чем при одноступенчатом.Дополнительное переохлаждение жидкого хладагента в змеевике проме¬
жуточного сосуда позволяет увеличить удельную массовую холодопроизводи-
тельность машины на величину Aq0 (кДж/кг):АЦ() — iga ~ h ■В связи с тем, что на диаграмме і - lgр значение і отнесено к единице
массы хладагента (1 кг), а в двухступенчатой холодильной машине массовый
поток G2 больше массового потока G\, это должно быть учтено при расчете ха¬
рактеристик цикла с помощью диаграммы. Условно принимают: если G\ = 1 кг,
то при расчете процессов, происходящих с массовым потоком G2, разность эн¬
тальпий умножают на отношение Gi!G\.Так, удельная работа сжатия компрессора КМ\Км\ = h ~ h 5а компрессора КМ2^кмі = (^2 /^і)(г4 ~h) ■Удельная массовая холодопроизводительность машиныq о = іу — /8,а удельная тепловая нагрузка конденсатораЧкд = (^2 /^і)(г4 ~h) ■Если известен теплоприток к испарителю Ои, кВт, значение G\, кг/с нахо¬
дят из отношенияG\— Qh /до-Значение G2 получают, составляя уравнения теплового и массового ба¬
лансов промежуточного сосуда.Для рассматриваемого случаяG2=G]iliL,h" ~ hПромежуточное давление рщ выбирают таким, чтобы холодильный коэф¬
фициент двухступенчатого цикла был максимальным,8 = ^^.I Л ~\~ І оKML КМ 236
6.3.	Схема и цикл двухступенчатой аммиачной
холодильной машины с двумя испарителями
и насосно-циркуляционной системой охлажденияВ двухступенчатой аммиачной холодильной машине с промежуточным
сосудом хладагент поступает в испаритель в виде парожидкостной смеси (со¬
стояние 8). Несмотря на то что степень сухости пара х8 может быть небольшой
(0,1...0,3), удельный объем пара ѵг значительно больше удельного объема жид¬
кости ѵ8' (при t0 = -30 °С отношение ѵг/ѵ8' = 653), т. е. значительная часть теп¬
лопередающей поверхности испарителя контактирует (омывается) не с жидко¬
стью, а с паром. Вследствие этого теплопередающая способность испарителя
существенно ухудшается.Этого можно избежать подачей жидкого хладагента в испаритель насо¬
сом в большем количестве, чем необходимо для отвода тепловой нагрузки Ои.Принципиальная схема насосно-циркуляционной двухступенчатой ам¬
миачной холодильной машины с двумя испарителями (двумя температурами
кипения), так называемой компаундной, и ее теоретический цикл на диаграм¬
ме і - lgр показаны на рис. 6.3.Рис. 6.3. Принципиальная схема (а) и цикл на диаграмме /- Ідр (б)
двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителямии насосной подачей хладагентаТемпература кипения в испарителях И\ и И2 соответственно /щ и /02 (на¬
пример, -30 и -10 °С). Хладагент подается в испарители насосами Н\ и Н2.37
Жидкий хладагент к насосам поступает под напором столба жидкости из цир¬
куляционных ресиверов ЦР\ и ЦР2, которые выполняют роль не только сбор¬
ников (ресиверов), но и отделителей жидкости и предохраняют компрессоры
КМ\ и КМ2 от попадания в них жидкого хладагента.С помощью компрессоров в ресиверах поддерживаются необходимые
давления кипения р0\ и р02, соответствующие заданным температурам кипения^01 И to2.Пар из испарителя И\ вместе с избытком жидкости поступает в циркуля¬
ционный ресивер ЦР\, откуда всасывается компрессором КМ\, сжимается в нем
до давления кипения/?02 (процесс 1-2) и нагнетается в циркуляционный ресивер
ЦРі- Сюда же поступает пар из испарителя И2- Общий поток пара из ЦР2 вса¬
сывается компрессором КМ2, сжимается до давления конденсации рк (3 4) и на¬
гнетается в конденсатор КД.Жидкий хладагент из конденсатора проходит через регулирующий вентиль
РВ2, дросселируется в нем (4-5) от давления конденсациирк до давления кипения
Ро2 и поступает в циркуляционный ресивер /(/V Образовавшийся при дросселиро¬
вании пар (состояние 2") всасывается компрессором КМ2 вместе с паром, нагне¬
таемым компрессором КМ\, и паром, образующимся в испарителе И2.Часть жидкого хладагента из циркуляционного ресивера ЦР2 насосом Н2
подается в испаритель И2, а часть - дросселируется в регулирующем вентиле
РВ\ до давления кипения р0\ и направляется в циркуляционный ресивер ЦР\.
Отсюда образовавшийся при дросселировании пар вместе с паром из испарите¬
ля И\ всасывается компрессором КМ\.Как уже указывалось, насосы подают в испарители в несколько раз боль¬
ше жидкого хладагента, чем нужно для отвода тепловой нагрузки.Отношение массового потока хладагента, подаваемого насосом в испари¬
тель, к массовому потоку образующегося в испарителе пара G„ G„ = п называют
кратностью циркуляции хладагента. Значение п зависит от особенностей кон¬
кретной холодильной установки.Если известны тепловые нагрузки на испарители Q^i и Qто массовые
потоки пара Gn 1 и G^ можно найти из отношений:С* 	 Qui . 	 Qu2°ИІ _	’ п2 - .1\" ~ h' 12" ~ 12'В компрессор Щ, кроме массового потока пара Gn 1, будет поступать
также пар, образующийся при дросселировании в регулирующем вентиле РВ\.
Общий массовый поток пара GKMb кг/с, всасываемого компрессором КМ\\GGKM\ = Gn\ + GKM\X6 ИЛИ	.\-х6Массовый поток пара GKM2, кг/с, всасываемого компрессором КМ2'.Gkm2 = GkmI + Gn2 + Gkm2X5 ИЛИ Gkm2 = G™'+G"2 .1-х538
6.4.	Схемы и циклы
каскадных фреоновых холодильных машинВ ряде случаев, обычно для экспериментальных или других специальных
целей, необходимы низкие температуры - порядка —80...—100 °С. Использова¬
ние в этих случаях многоступенчатых холодильных машин, работающих на од¬
ном хладагенте, нецелесообразно.Так, при работе на хладагенте среднего давления R12 или R22 давление
кипения будет существенно ниже атмосферного, а удельный объем пара, вса¬
сываемого компрессором, очень большим. Поэтому компрессор нижней ступе¬
ни будет иметь увеличенные габаритные размеры и металлоемкость.Применение одного хладагента высокого давления невозможно из-за
низкой критической температуры, а аммиак вообще нельзя использовать, так
как его температура замерзания —78 °С.Для получения низких температур эффективны так называемые каскад¬
ные фреоновые холодильные машины. Они представляют собой систему от¬
дельных одноступенчатых или двухступенчатых машин, работающих на раз¬
ных хладагентах.На рис. 6.4 показана принципиальная схема и циклы наиболее простой
каскадной двухступенчатой фреоновой холодильной машины. Она состоит из
двух одноступенчатых холодильных машин, одна из которых — нижняя ступень
каскада — работает на хладагенте R13, а другая — верхняя ступень — на хлада¬
генте R22.Рис. 6.4. Принципиальная схема (а) и цикл на диаграмме s - T(б) каскадной
двухступенчатой фреоновой холодильной машины:РС - расширительный сосуд
(необходим для сбора хладагента при остановке машины)39
Циклы этой машины условно изображены на одной диаграмме (см.
рис. 6.46) в целях лучшего понимания принципа ее действия.Обе ступени каскадной машины объединяет один общий аппарат конден¬
сатор-испаритель КД-И. Он служит конденсатором для хладагента R13 и испа¬
рителем для хладагента R22. В нем теплота конденсации R13 передается кипя¬
щему R22.Использование в нижней ступени R13 позволяет иметь в испарителе низ¬
кую температуру кипения (до -80 °С) при давлении кипения ро выше атмо¬
сферного. Напомним, что нормальная температура кипения R13 ?ик = -81,6°С,
а температура замерзания t3 = -180 °С.Сравнительно малый объем всасываемого пара Ѵі обусловливает неболь¬
шие габаритные размеры и металлоемкость компрессора нижней ступени.Значительно меньше у R13 по сравнению с R22 и отношение давлений
pjpo. Если принять температуру кипения /() = -80 °С, а конденсации в КД-И
tK = -40 °С, то отношение pjpo будет для R22 равно 10,2, для R13 - 5,5, т. е.
примерно в 2 раза меньше, что весьма существенно отражается на рабочих ха¬
рактеристиках компрессора.Если известна тепловая нагрузка на испаритель ()и, то массовый поток
хладагента R13 Gri3, кг/с можно найти из отношенияGRi3=QJq0; q0 = ir - i4.Из теплового баланса конденсатора-испарителя КД-И~h) = ^R220's" - h)(если пренебречь теплообменом с окружающей средой) следует, что массовый
поток хладагента R22, кг/сп —п l2~h
R22 ~	•Z5" - Zg40
7.	Особенности холодильных машин
различных типов и области их примененияХолодильные машины различных типов имеют свои характерные осо¬
бенности, благодаря которым они могут удовлетворять тем или иным требова¬
ниям потребителей искусственного холода.Критерии потребителя при выборе типа холодильной машины:1.	Какой температурный уровень должна создать и поддерживать хо¬
лодильная машина и сколько теплоты необходимо отвести от охлаждаемого
объекта.Например, если требуется температура порядка -50 °С, то одноступенча¬
тые машины ее не могут создать и их придется исключить из рассмотрения.Если от охлаждаемого объекта надо отводить очень много теплоты, то
выбор придется остановить на холодильной машине с винтовым или центро¬
бежным компрессором, которые в данном случае имеют преимущества перед
поршневым компрессором.2.	Затраты на приобретение, установку и эксплуатацию холодильной
машины, которые складываются из капитальных затрат и эксплуатационных
расходов.Капитальные (единовременные) затраты складываются из стоимости
холодильной машины, стоимости помещения, где она будет стоять, фундамента
(если он необходим), затрат на перевозку холодильной машины, монтаж, раз¬
личные вспомогательные приспособления и материалы.Эксплуатационные (текущие) расходы включают плату за энергию и ох¬
лаждающую воду (эти затраты исключаются при воздушном охлаждении, как,
например, в домашнем холодильнике), затраты на содержание обслуживающе¬
го персонала и некоторые другие.Плата за энергию связана с одной из важнейших характеристик холо¬
дильной машины - холодильным коэффициентом, показывающим, сколько
джоулей теплоты можно отвести от охлаждаемого объекта, затратив один джо¬
уль энергии. По холодильному коэффициенту судят об энергетической эффек¬
тивности холодильной машины. Чем больше холодильный коэффициент, тем
выше энергетическая эффективность. Поэтому при прочих равных условиях
предпочтение отдают холодильной машине с наибольшим холодильным коэф¬
фициентом.3.	Надежность холодильной машины, определяемая показателями без¬
отказности, долговечности и ремонтопригодности, степень автоматизации,
уровень вибрации и шума, внешний вид (дизайн) и др.Насколько холодильная машина удовлетворяет требованиям потребителя,
оценивают по указываемым в каталогах, рекламных проспектах и различных
технических документах ее показателям, таким как холодопроизводительность,
потребляемая мощность, расход охлаждающей воды, степень автоматизации,41
наработка на отказ, ресурс работы, масса, габаритные размеры, цена, вид по¬
ставки (единым агрегатом, отдельными блоками или «россыпью») и др.Некоторым типам холодильных машин, соответствующим большинству
требований потребителей, отдается предпочтение, другие используются до¬
вольно редко.Распространенность того или иного типа холодильной машины зависит
также от показателей, важных для изготовителей', удельная трудоемкость из¬
готовления, технологичность, степень унификации и стандартизации и др.I.	Парокомпрессионные холодильные машиныДостоинства', по сравнению с машинами других типов имеют более вы¬
сокий (при прочих равных условиях) холодильный коэффициент и наименьший
расход энергии при эксплуатации.Применение', получили наибольшее распространение в области умеренно¬
го холода; составляют подавляющую часть всего парка работающих в мире хо¬
лодильных машин.В составе парокомпрессионных холодильных машин применяются ком¬
прессоры различных типов.В настоящее время используют в основном поршневые, винтовые и цен¬
тробежные компрессоры. Остальные типы компрессоров (ротационные, ротор-
но-поршневые, спиральные и др.) используются ограниченно.Поршневые компрессорыДостоинства', высокий холодильный коэффициент.Недостатки', большая, чем у других компрессоров, вибрация; менее на¬
дежны из-за наличия клапанов, которые гораздо чаще других деталей выходят
из строя.Применение', очень хороши в холодильных машинах малой и средней хо-
лодопроизводительности и чересчур громоздки, тяжелы и менее энергетически
эффективны в машинах большой холодопроизводительности.Винтовые компрессорыДостоинства', высокая надежность, компактность и незначительная виб¬
рация обусловили широкое применение винтовых компрессоров вначале в су¬
довых холодильных установках, а затем в установках разных отраслей народ¬
ного хозяйства.Недостатки', повышенный уровень шума и громоздкость масляной сис¬
темы.Применение', в области малых холодопроизводительностей пока не могут
конкурировать с поршневыми по энергетической эффективности, но почти
сравниваются с ними по этому показателю в области средних холодопроизво¬
дительностей.Винтовой компрессор работает энергетически эффективно в случае, если
его внутренняя степень сжатия, неизменная из-за заданной геометрии рабочих42
органов, совпадает с отношением давлений конденсации и кипения рц р() в хо¬
лодильном цикле. Это отношение определяется внешними условиями и часто
не равно внутренней степени сжатия. При их несовпадении ухудшаются энер¬
гетические показатели холодильной машины.Сейчас появились конструкции винтовых компрессоров с изменяющейся
внутренней степенью сжатия, а значит, и с возможностью автоматически под¬
страиваться под меняющиеся внешние условия с целью добиться наилучшей
энергетической эффективности. По мере совершенствования винтовые ком¬
прессоры постепенно будут заменять как поршневые, так и до известного пре¬
дела компрессоры центробежного типа.Центробежные компрессорыДостоинства, компактны, хорошо уравновешены, достаточно надежны,
довольно просто и эффективно регулируется холодопроизводительность.Недостатки', трудно добиться удовлетворительных показателей при не
очень большой холодопроизводительности (менее -250 кВт).Применение', в парокомпрессионных холодильных машинах большой хо¬
лодопроизводительности.II.	Абсорбционные холодильные машиныОсновная особенность', потребляют не механическую, а тепловую энер¬
гию.Достоинства', просты по конструкции (кроме насосов для перекачки
жидкости, в них нет других движущихся механизмов), дешевы в изготовлении,
надежные, малошумные, их можно размещать вне помещений (на открытых
площадках под легкими навесами для защиты от осадков).Главный недостаток', невысокая энергетическая эффективность (для вы¬
работки одинакового количества холода абсорбционным холодильным маши¬
нам требуется больше энергии, чем парокомпрессионным).Большее потребление энергии обусловлено тем, что в агрегате домашне¬
го холодильника абсорбционного типа, питающегося от электросети, потреб¬
ляемая электрическая энергия превращается в тепловую энергию, которая за¬
тем обеспечивает выработку холода.Применение', если на объекте имеются избыточные тепловые ресурсы
в виде пара или горячей жидкости (тепло которых иногда даже «сбрасывают»
в окружающую среду), то абсорбционные машины становятся выгоднее паро¬
компрессионных.На практике применяют две разновидности абсорбционных машин: водо¬
аммиачные и бромистолитиевые. Они работают на двухкомпонентном рабочем
веществе.В водоаммиачных машинах хладагентом служит аммиак, а абсорбентом -
вода, в бромистолитиевых машинах - соответственно вода и бромистый литий.
В бромистолитиевых машинах в испарителе кипит вода, поэтому с помощью
этих машин можно получать температуры не ниже 0 °С, в противном случае
вода замерзает.43
III.	Пароэжекторные холодильные машиныДостоинства, те же, что и у абсорбционных машин.Недостатки', большой шум при работе эжектора, еще более низкая, чем
у абсорбционных машин, энергетическая эффективность, возможность охлаж¬
дать объект лишь до нескольких градусов выше нуля из-за использования воды
в качестве хладагента.Применение', вследствие недостатков имеют ограниченную область при¬
менения. Используют там, где важна простота эксплуатации и надежность хо¬
лодильной машины, а повышенными энергетическими потерями можно пре¬
небречь.Обязательным условием для работы пароэжекторных машин является на¬
личие значительного количества водяного пара давлением 0,7... 1,0 МПа. Если
для его получения сооружать специально паровой котел, то пропадет преиму¬
щество простоты и дешевизны пароэжекторной машины. Поэтому их эксплуа¬
тируют, как правило, только там, где уже имеется источник водяного пара
нужных параметров, причем в избытке, чтобы его хватало и для основного объ¬
екта, и для холодильной машины. Такие условия имеются, например, на судах
с крупными паротурбинными установками. В основном же пароэжекторные
машины распространены на больших строительных объектах, где есть собст¬
венная котельная и имеется нужда в холоде.IV. Воздушные вихревые охлаждающие устройстваДостоинства', чрезвычайно просты по конструкции, высоконадежны,
безопасны в работе.Недостатки', высокий уровень энергетических потерь, что сдерживает их
широкое распространение.Применение', могут работать там, где есть источник сжатого воздуха
(пневмомагистраль, компрессорная станция) и где нужно простыми средствами
получить относительно небольшое количество холода, примерно до 3 кВт.V. Термоэлектрические охлаждающие устройстваДостоинства', высоконадежны, безопасны (при надлежащем качестве
выполнения электрической части), просты в эксплуатации, малошумные (от¬
сутствуют движущиеся части, кроме вентиляторов).Характерная особенность', возможность очень просто переходить от ре¬
жима охлаждения к режиму нагрева.Недостатки', высокая стоимость полупроводниковых термоэлектриче¬
ских батарей, сравнительно низкая энергетическая эффективность.Применение', ограниченное.Таким образом, основное ядро парка холодильных машин (не менее
90 %) составляют парокомпрессионные машины.44
Требуемый диапазон холодопроизводительности обеспечивается:1)	до 200 кВт - холодильными машинами с поршневыми компрессорами (пи¬
щевая промышленность, торговля, общественное питание, наземный транс¬
порт, сельское хозяйство, различные специализированные установки, быто¬
вая техника);2)	от 200 до 1400 кВт - с винтовыми компрессорами (морской и речной транс¬
порт, нефтехимическая, пищевая промышленность, кондиционирование воз¬
духа, искусственные катки);3)	более 1400 кВт - с центробежными компрессорами (нефтеперерабатываю¬
щая, химическая и газовая промышленность, кондиционирование воздуха
и теплоснабжение).Крупные абсорбционные холодильные машины эксплуатируют в нефтепе¬
рерабатывающей и химической промышленности, в установках кондициониро¬
вания воздуха и теплонасосных системах отопления и горячего водоснабжения.Другие типы холодильных машин применяют, только когда особые тре¬
бования могут быть наилучшим образом удовлетворены благодаря наличию
у машины данного типа определенных свойств.45
8.	Поршневые компрессоры
холодильных машинОсновным элементов парокомпрессионной холодильной машины являет¬
ся компрессор.Он обеспечивает циркуляцию хладагента в системе холодильной маши¬
ны: создает высокое давление, достаточное для перехода хладагента из парооб¬
разного состояния в жидкое (в конденсаторе), и низкое давление, при котором
он кипит (в испарителе) при заданной низкой температуре.Наиболее широкое распространение получили холодильные компрессоры
четырех типов: поршневые, винтовые, ротационные и центробежные.Первые три типа относят к классу компрессоров объемного действия -
сжатие пара в них происходит за счет уменьшения начального объема.Центробежные относят к классу компрессоров динамического действия -
хладагент непрерывно перемещается с большой скоростью через проточную
часть компрессора, при этом кинетическая энергия потока преобразуется в по¬
тенциальную, а плотность хладагента повышается.Поршневые компрессоры классифицируют по различным конструктив¬
ным признакам: числу и расположению цилиндров, направлению движения па¬
ра внутри цилиндра, степени герметичности корпуса и др.Поршневые компрессоры применяют в машинах малой и средней холо-
допроизводительности (до ~ 250 кВт).Это самый старый тип холодильных компрессоров, совершенствованием
конструкции которого инженеры и ученые занимаются несколько десятилетий.В результате у современного компрессора некоторые детали по классу
точности и чистоте обработки не уступают деталям часового механизма.Принцип действия поршневого компрессораВнутри цилиндра взад-вперед перемещается поршень. При его движении
в одном направлении происходит всасывание паров хладагента, в обратном на¬
правлении - сжатие и нагнетание. Пар поступает в цилиндр через всасываю¬
щий клапан, который немедленно закрывается, как только всасывание закончи¬
лось. Сжатый пар выталкивается из цилиндра через нагнетательный клапан,
свободно открывающийся только в одну сторону, благодаря чему пар не может
возвратиться в цилиндр.Нагнетательный клапан всегда размещается в крышке цилиндра, а всасы¬
вающий - либо в крышке, либо в днище. В последнем случае всасываемый
и сжимаемый пар проходит прямо от одного конца цилиндра к другому, поэто¬
му такой компрессор называют прямоточным (рис. 8.1).46
Рис. 8.1. Прямоточный поршневой холодильный компрессор:1 - блок-картер; 2 - водяная рубашка; 3 - крышка цилиндров;4 - нагнетательный клапан; 5 - всасывающий клапан; 6 - гильза цилиндра;
7 - шатунно-поршневая группа; 8 - коленчатый вал; 9 - масляный насос;10 - фильтр; 11 - сальникКогда же оба клапана находятся рядом в крышке, поток пара делает по¬
ворот на 180°, и такой компрессор называют непрямоточным (рис. 8.2).Современные поршневые холодильные компрессоры конструируют по
непрямоточной схеме. Это объясняется тем, что у непрямоточных компрессо¬
ров (по сравнению с прямоточными) существенно короче и легче поршень, что
позволяет делать их более компактными и гораздо более высокооборотными.Рис. 8.2. Непрямоточный поршневой холодильный компрессор:1 - блок-картер; 2 - всасывающий патрубок; 3 - блок цилиндров;4 - крышка цилиндров; 5 - клапанная группа; 6 - нагнетательный патрубок;
7 - шатунно-поршневая группа; 8 - коленчатый вал; 9 - фильтр47
Возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре обеспечивается
кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из коленчатого или эксцен¬
трикового вала и шатуна (рис. 8.3а). Иногда в компрессорах малых холодиль¬
ных машин применяют кривошипно-кулисный механизм (рис. 8.36).Чтобы предотвратить утечку хладагента в окружающую среду, механизм
движения поршня помещают в непроницаемый для пара хладагента корпус
(картер), соединяемый с цилиндром в одну неразъемную отливку, реже - с по¬
мощью шпилек.Рис. 8.3. Схема крившипно-шатунного (а) и кривошипно-кулисного (б)механизмов движения поршня:1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - поршень; 4 - цилиндр с клапанами; 5 - ползун;6 - кулиса с поршнемВ первом случае цилиндрами служат гильзы, плотно вставленные в расточ¬
ки корпуса. В этом случае он называется блок-картером. Для того чтобы предот¬
вратить утечку сжимаемого пара через зазор между стенками цилиндра и порш¬
нем, в кольцевые проточки поршня вставляют пружинящие поршневые кольца.Коленчатый вал соединяется с приводным валом двигателя (электродви¬
гателя, двигателя внутреннего сгорания) клиноременной передачей либо непо¬
средственно муфтой. В этом варианте двигатель располагается снаружи ком¬
прессора. Электродвигатель может также находиться внутри картера: его ротор
насаживают непосредственно на коленчатый вал.Существует два типа компрессоров с электродвигателем внутри картера:
бессальниковые и герметичные компрессоры.У бессальниковых компрессоров (рис. 8.4) картер разъемный, благодаря
чему их можно ремонтировать на месте эксплуатации.Герметичные компрессоры (рис. 8.5) наглухо заваривают в состоящий из
двух половин кожух со впаянными в него всасывающей и нагнетательной
трубками и электропроводами для питания электродвигателя. Такие компрес¬
соры ремонтируют только на специализированном предприятии, но при массо¬
вом производстве они обходятся значительно дешевле.Бессальниковые и герметичные компрессоры применяют только во фрео¬
новых холодильных машинах.Если в качестве хладагента служит аммиак, размещать электродвигатель
внутри картера недопустимо. Аммиак весьма агрессивен по отношению к меди
и имеет незначительное электрическое сопротивление, поэтому очень трудно
защитить медные обмотки электродвигателя от разрушения./ 5 f48
млРис. 8.4. Бессальниковый холодильный компрессор:1 - блок-картер; 2 - ротор электродвигателя; 3 - статор электродвигателя;
4 - герметизированные электровводы03ЬОРис. 8.5. Герметичный холодильный компрессор:1 - кожух; 2 - блок цилиндров; 3 - шатунно-поршневая группа; 4 - масляный насос;
5 - коленчатый вал; 6 - электродвигатель; 7 - глушитель шумаЕсли двигатель располагается вне герметичного компрессора, то конец
коленчатого вала должен быть выведен через картер наружу и необходимо по¬
заботиться о том, чтобы в этом месте не было утечек хладагента. Достигается
это с помощью сальникового уплотнения. Оно состоит из двух кольцеобразных
деталей, одна из которых крепится к вращающемуся валу, а другая — к непод¬49
вижному корпусу. Плотный контакт поверхностей двух колец обеспечивается
специальной пружиной. Благодаря высокой чистоте обработки поверхностей,
подбору материалов и обильной смазке кольца при вращении почти не изнаши¬
ваются, а потери на трение оказываются очень небольшими. Масляный слой
между соприкасающимися поверхностями колец дополнительно препятствует
просачиванию хладагента через сальниковое уплотнение.Для эффективной работы компрессора также важна хорошая смазка. Сма¬
зывать необходимо все трущиеся детали: подшипники коленчатого вала, ша¬
тунные шейки, поршневые пальцы, цилиндры, сальниковые уплотнения.Простой вариант смазки - разбрызгивание масла, налитого до определен¬
ного уровня в картер, при вращении коленчатого вала.Более надежной является принудительная смазка с помощью масляного
насоса (шестереночного, лопастного, центробежного и др.). Нагнетаемое насо¬
сом масло через каналы, просверленные в коленчатом валу, подается к шатун¬
ным шейкам.Смазочное масло, заливаемое в картер, частично уносится потоком хла¬
дагента, из-за чего при длительной работе компрессора может возникнуть
опасность сухого трения в трущихся парах. Чтобы избежать этого, в холодиль¬
ной машине после компрессора устанавливают маслоотделитель, из которого
масло периодически возвращается обратно в картер. В холодильных машинах,
работающих на хладагентах, которые хорошо растворяют масло (таким свойст¬
вом обладают многие фреоны), маслоотделители обычно не ставят, так как
масло свободно циркулирует по системе вместе с хладагентом и своевременно
возвращается в картер с потоком всасываемого пара.При работе компрессор нагревается за счет теплоты сжатого пара и раз¬
личных потерь (в основном из-за трения), поэтому его температура может по¬
вышаться довольно значительно. Чтобы компрессор не перегревался (это мо¬
жет привести к подгоранию масла, заклиниванию и другим неприятностям),
применяют охлаждающие водяные рубашки, охлаждающие змеевики в масля¬
ной ванне картера, оребренный корпус, вентилятор для принудительного обду¬
ва корпуса.В компрессорах устанавливают также приборы, облегчающие обслужи¬
вание или повышающие безопасность: манометры, запорные вентили, указате¬
ли уровня масла, фильтры, приборы автоматической защиты и т. д.Некоторые модели компрессоров снабжены специальными устройствами
для регулирования производительности.Теоретическая (без учета потерь) объемная производительность ком-
прессора {объем, описываемый поршнями), м/с:Kt,n,=fo2Szn,где D - диаметр цилиндра, м;S - расстояние между двумя крайними положениями поршня, м;z - число цилиндров;п - частота вращения (число оборотов) вала компрессора, с-1.50
Теоретическая массовая производительность компрессора, кг/с:-Г Ткм.т км.тР эгде р - плотность всасываемого пара, кг/м3.Действительная производительность компрессора всегда меньше теоре¬
тической:С = С 2км.д	км.т sгде X - коэффициент подачи или наполнения, учитывающий потери, связанные
с наличием мертвого пространства, подогревом всасываемого пара, утечка¬
ми пара через неплотности, гидравлические потери в клапанах.Мертвое пространство (или мертвый объем) - это небольшое свобод¬
ное пространство в цилиндре, в котором остается сжатый пар, когда поршень
достигает крайнего положения в конце хода нагнетания. Оно предохраняет
поршень от удара о клапанную доску.По мере того как поршень двигается в цилиндре в обратном направлении,
пар, находящийся в мертвом пространстве под высоким давлением нагнетания,
начинает расширяться, заполняет цилиндр и затрудняет тем самым всасывание
новой порции пара. В результате в цилиндр поступает нового пара меньше, чем
могло бы. Это приводит к потере производительности компрессора по сравне¬
нию с теоретической.Конструкторы стараются свести мертвое пространство к минимуму.
В современных компрессорах оно составляет 2... 4 % полного объема цилиндра.Потеря производительности из-за других причин в отдельности, как пра¬
вило, меньше.Действительная производительность компрессора меньше теоретической
на 10...40%.Коэффициент подачи X = 0,9...0,6. Конкретное значение X зависит от мно¬
гих факторов: конструкции компрессора, качества его изготовления, режима
работы (чем больше отношение давления нагнетания к давлению всасывания,
тем меньше X), вида хладагента и др.В технической документации, как правило, указывается холодопроизво¬
дительность компрессора. Это понятие условное, так как сам компрессор хо¬
лода не производит. Холод вырабатывает холодильная машина, которая, поми¬
мо компрессора, имеет другие обязательные элементы, а ее холодопроизводи-
тельность зависит от вида хладагента и термодинамического цикла.Холодопроизводительность компрессора, кВт:Q()km ^км.дЧокм ИЛИ Qo-щ, Укм.т^ Чѵкм ■>где q0км ~ удельная массовая холодопроизводительность компрессора, кДж/кг;
Чѵкм - удельная объемная холодопроизводительность компрессора, кДж/м .51
Условный холодильный коэффициент компрессора.QokmSkmNДля компрессоров с электродвигателем, встроенным в корпус, холодиль¬
ный коэффициент называют электрическим'.Q()kmN,эгде N3 - мощность, измеренная электроприборами на клеммах питания.Для компрессоров с вынесенным из корпуса двигателем определяют эф¬
фективный холодильный коэффициент:QokmF =е.кмNегде Ne - механическая мощность на приводном валу компрессора.Коэффициент полезного действия (КПД) компрессора rjKM показывает на¬
сколько действительная потребляемая мощность больше теоретической, т. е.
затрачиваемой на сжатие пара при отсутствии каких-либо потерь.Для компрессоров со встроенным электродвигателем определяют элек¬
трический КПД.NmЛэ.км =	КПДДля компрессоров с вынесенным двигателем определяют эффективныйNmЛею ~КТеоретическую мощность находят с помощью диаграммы і - lgр\км.т О2	км.т •КПД компрессора зависит от режима работы, от отношения давлений на¬
гнетания и всасывания.Для современных компрессоров со встроенным электродвигателем
т1ЭКМ= 0,45...0,7, для компрессоров с вынесенным двигателем rjeKM = 0,6...0,77.Более высокие значения rje ^ объясняются тем, что в этом коэффициенте
не учитываются электрические потери, входящие в rj3KM.Несмотря на совершенство, поршневые компрессоры понемногу уступа¬
ют место компрессорам других типов, отличающимся более длительным рабо¬
чим ресурсом, меньшей виброактивностью и большей компактностью.Сокращение области применения компрессоров поршневого типа будет
происходить за счет вытеснения компрессоров большой холодопроизводитель-
ности. Компрессоры же малой холодопроизводительности еще долго будут
удерживать главенствующее положение.52
9.	Винтовые и центробежные
холодильные компрессорыВинтовые компрессоры находятся в промежуточном по холодопроизво-
дительности диапазоне между поршневыми и центробежными компрессорами.Достоинства: высокая надежность из-за отсутствия клапанов, компакт¬
ность, слабая вибрация.Это обусловило внедрение винтовых компрессоров сначала в судовых,
а позднее в стационарных холодильных установках.Винтовые компрессоры относятся к компрессорам объемного типа. По¬
вышение давления паров хладагента происходит в результате уменьшения объ¬
ема рабочей полости (замкнутого пространства между рабочими органами
и корпусом).Рабочими органами служат 1-3 ротора с нарезанными на них винтовыми
зубьями.В холодильных машинах используют преимущественно двухроторные
компрессоры (рис. 9.1). Один ротор - ведущий, другой - ведомый.всась&хиіРис. 9.1. Винтовой
маслозаполненный
холодильный компрессор:1 - корпус; 2 - ведущий ротор;3 - ведомый ротор;4	- разгрузочный поршень;5	- проставка;1	5	k	6 - регулятор производительности53
Роторы сцеплены друг с другом как косозубые шестерни. Число зубьев
может быть различным. Например, четыре зуба на ведущем роторе и шесть на
ведомом.Зубья имеют специальный профиль, который обеспечивает полное запол¬
нение выступом одного ротора впадины другого теоретически без какого-либо
зазора. Однако на практике это невозможно из-за ограниченной точности стан¬
ков и изменения размеров при колебаниях температуры в процессе работы.Поэтому роторы (и корпус) обрабатывают так, чтобы при комнатной
температуре между ними оставались зазоры, которые при повышении темпера¬
туры до максимальной рабочей не позволяли бы деталям соприкасаться.При этом не допускается утечка сжимаемого газа через зазоры, так как
это ухудшает технические и экономические показатели компрессора.Оптимальные размеры зазоров рассчитывают и строго соблюдают при
изготовлении компрессоров.Снизить утечки газа можно также:-	увеличением частоты вращения роторов (сжатие происходит быстрее,и меньшее количество газа утекает за это время через зазор);-	заполнением зазоров смазочным маслом (наиболее эффективно). Прину¬
дительно подаваемое в значительном количестве масло не только уплот¬
няет зазоры, но и охлаждает сжимаемый газ.В холодильной технике применяют исключительно маслозаполненные
винтовые компрессоры.В левой верхней части корпуса (см. рис. 9.1) имеется окно всасывания
(спрофилированное отверстие), через которое газ свободно заполняет про¬
странство, образованное выемками в теле роторов.При повороте роторов кромки окна всасывания перекрываются торцами
зубьев и газ оказывается в замкнутом объеме.Затем происходит перенос газа из левой стороны корпуса в правую до тех
пор, пока выступ одного ротора не начнет входить во впадину другого.С этого момента начинается сжатие газа в результате уменьшения объема
так называемой парной полости, находящейся между зубьями роторов и корпу¬
сом.Сжатие заканчивается в момент, когда правые торцы зубьев достигают
кромок окна нагнетания в нижней правой части корпуса.Сжатый газ через окно нагнетания поступает в нагнетательный патрубок.Степень сжатия газа (отношение давлений в начале и конце этого процес¬
са) жестко задана геометрией винтового компрессора, т. е. соотношением раз¬
меров корпуса, роторов, профилей зубьев. Она называется внутренней (или
геометрической) степенью сжатия и обычно вносится в паспорт компрессора.Внутреннюю степень сжатия можно ступенчато изменять, устанавливая
во время сборки разные проставки с различными окнами нагнетания. После
сборки (при эксплуатации компрессора) внутренняя степень сжатия остается
неизменной.В отечественных винтовых компрессорах обычно используют стандарт¬
ные внутренние степени сжатия 2,6; 4,0 или 5,0.54
Наибольшая энергетическая эффективность достигается, когда внутрен¬
няя степень сжатия совпадает с внешней (когда давление в парной полости
в момент ее соединения с нагнетательным патрубком равно давлению в по¬
следнем).Это бывает далеко не всегда, так как давление в нагнетательном патрубке
(давление конденсации) зависит от внешних факторов (температуры воды или
воздуха, охлаждающих конденсатор, температуры кипения в испарителе).При несовпадении внутренней и внешней степеней сжатия возникают по¬
тери, ухудшающие показатели компрессора.Существуют также винтовые компрессоры, в которых внутренняя сте¬
пень сжатия подстраивается к изменению внешних условий с помощью специ¬
альной автоматической системы.При вращении роторов возникают значительные осевые силы, что ос¬
ложняет работу подшипников. Чтобы воспрепятствовать этому применяют раз¬
грузочные поршни. Действие их основано на том, что разность давлений, под¬
веденных к противоположным сторонам поршней, создает силы, направленные
навстречу осевым силам.Производительность винтового компрессора регулируется с помощью
золотника — подвижной нижней части корпуса, находящейся между роторами.
Она может двигаться в осевом направлении, скользя в направляющих. Пока зо¬
лотник не сдвинут (на рис. 9.1 его левый торец совпадает с левыми торцами ро¬
торов), компрессор работает на полную производительность. Если золотник
сдвинуть несколько вправо, то образование парной полости (замыкание ее объ¬
ема) в начальный момент окажется невозможным, так как газ перетекает на
сторону всасывания через образовавшуюся в нижней части корпуса пустоту.
Замыкание объема парной полости произойдет несколько позднее, когда кром¬
ки зубьев роторов достигнут нового положения торца сдвинутого золотника.
Поэтому объем сжимаемого газа, поместившегося в парной полости, будет не¬
сколько меньше исходного и, следовательно, несколько уменьшится произво¬
дительность компрессора.При дальнейшем движении золотника вправо производительность бу¬
дет продолжать уменьшаться. Таким образом, происходит ее плавное регу¬
лирование.Движение золотника осуществляется автоматически с помощью гидрав¬
лического, электрического или иного типа привода.С маслозаполненным винтовым компрессором компонуется в виде агре¬
гата специальная масляная система, занимающая больший объем, чем сам ком¬
прессор.Масло в строго определенном (рассчитанном) количестве подается в кор¬
пус компрессора принудительно масляным насосом (как правило, с индивиду¬
альным электроприводом).После компрессора располагаются маслоотделитель (даже во фреоновых
винтовых агрегатах) и затем маслоохладитель, отводящий теплоту, которую
масло получило от сжатого газа в корпусе компрессора.55
В состав масляной системы входят также фильтры грубой и тонкой очи¬
стки, трубопроводная арматура, измерительные приборы.Для привода винтовых компрессоров служит внешний либо встроенный
в корпус электродвигатель.Встроенный электродвигатель чаще всего охлаждается не всасываемым
(в отличие от поршневых бессальниковых компрессоров), а нагнетаемым газом,
который нагревается гораздо слабее, чем в поршневых компрессорах, благода¬
ря интенсивному охлаждению маслом. При этом из-за отсутствия перегрева на
всасывании производительность компрессора увеличивается.Центробежные компрессоры относятся к компрессорам динамического
типа. Давление (потенциальная энергия) повышается в них путем преобразова¬
ния кинетической энергии разогнанного до большой скорости потока газа.Газ разгоняется в рабочем колесе, состоящем из двух дисков и располо¬
женных между ними лопаток (рис. 9.2).Рис. 9.2. Схема движения газа в ступени центробежного компрессора:1 - вал; 2 - лопатка рабочего колеса; 3 - диски рабочего колеса;4 - лопатка диффузора; 5 - обратный направляющий аппаратВ центре одного из дисков находится отверстие, через которое газ прони¬
кает к лопаткам, отбрасывающим его к периферии колеса.Затем газ продолжает движение через диффузор (расширяющийся канал),
разделенный лопатками (или гладкий), где по мере увеличения сечения потока
газа снижается скорость и повышается давление.Если этого повышения давления оказывается достаточно, то газ, накап¬
ливаемый в сборной камере, поступает в нагнетательный трубопровод.В противном случае, для дальнейшего повышения давления процесс по¬
вторяется во втором рабочем колесе. Поток из диффузора первого рабочего ко¬
леса попадает во всасывающее отверстие второго через специальные каналы,
называемые обратным направляющим аппаратом, заставляющим газ двигать¬
ся от периферии к оси.56
Рабочее колесо, диффузор и обратный направляющий аппарат (или сбор¬
ная камера) составляют ступень центробежного компрессора.Конструктивно диффузоры и обратные направляющие аппараты выпол¬
няются в виде ряда диафрагм - неподвижных деталей дисковой формы (иногда
составленных из двух полудисков), закрепленных в корпусе либо выполненных
с ним заодно.Повышение давления в ступени (степень сжатия) зависит от ряда факто¬
ров, в первую очередь от частоты вращения рабочих колес, а также от физиче¬
ских свойств сжимаемого газа, из которых важнейшим является плотность.У газов с большой плотностью (у фреонов) степень сжатия значительная,
поэтому фреоновые центробежные компрессоры имеют 1-2 (редко больше) ра¬
бочих колеса, т. е. 1-2 ступени.Аммиак, который легче фреонов, имеет малую степень сжатия, поэтому
аммиачные центробежные компрессоры обычно многоступенчатые (4-7 сту¬
пеней).Рабочие колеса располагаются на валу, образуя узел, называемый рото¬
ром, который приводится во вращение двигателем.Частота вращения ротора очень высокая (от 8 до 20000 мин-1). Скорость
газа при этом в рабочих колесах может превышать скорость звука.Вращающийся ротор не соприкасается с диафрагмами, поэтому механи¬
ческое трение в центробежных компрессорах отсутствует, кроме трения в под¬
шипниках вала, в которые принудительно подается смазочное масло.Так как подшипники расположены вдали от газового потока, масло не
попадает в нагнетательный патрубок, что является существенным достоинст¬
вом центробежных компрессоров.Разность давлений газа перед рабочим колесом и за ним создает большую
осевую силу, действующую на подшипники. Для противодействия ей служит
уравновешивающий поршень (как в винтовом компрессоре).Внутри ступени и между ступенями возможны перетечки газа. Для их
снижения в местах возможных перетечек ставят лабиринтные уплотнения - не¬
сколько гребешков, последовательно расположенных на валу или на непод¬
вижных деталях корпуса и почти касающихся (зазор составляет 0,1... 0,25 мм)
противостоящей детали (корпуса либо вала).Между ротором и двигателем, если он не является быстроходной турби¬
ной или скоростным электродвигателем, находится мультипликатор (передача,
повышающая частоту вращения ротора). Мультипликатор может располагаться
отдельно от компрессора или быть встроенным в его корпус.На рис. 9.3 изображен центробежный компрессор со встроенным мульти¬
пликатором и вертикальным разъемом корпуса. Диски диафрагм у него нераз¬
резные, в отличие от компрессоров с горизонтальным разъемом корпуса.Возникающие при вращении рабочих колес центробежные силы создают
значительные напряжения, поэтому колеса изготавливают из особо прочных
материалов: легированной стали, сплавов на основе титана и др.Наличие нескольких ступеней сжатия в центробежных компрессорах по¬
зволяет более гибко, чем в поршневых, строить холодильные циклы, поскольку
имеется возможность отбирать газ после сжатия в промежуточных ступенях.57
тог	з usРис. 9.3. Двухступенчатый центробежный фреоновый
холодильный компрессор:1 - сальниковое уплотнение вала; 2 - мультипликатор;3 - лопатка входного направляющего аппарата; 4 - пакет диафрагм; 5 - ротор;6	- подшипник; 7 - уравновешивающий поршень; 8 - лабиринтные уплотненияДавление при этом также имеет промежуточные (между начальным и ко¬
нечным) значения, что позволяет, например, получать холод в нескольких ис¬
парителях при различных температурах кипения.У компрессоров, предназначенных для работы в циклах с несколькими
температурными уровнями, на корпусе имеются дополнительные патрубки для
промежуточных отборов газа.Производительность центробежного компрессора можно регулировать,
изменяя частоту вращения ротора с помощью специального электродвигателя,
мультипликатора с переменным передаточным числом или др.На практике чаще применяют стандартные односкоростные электродви¬
гатели и нерегулируемые мультипликаторы.В этом случае для регулирования производительности служит лопаточ¬
ный входной направляющий аппарат перед рабочим колесом.Он состоит из равномерно расположенных по окружности лопаток, пово¬
рачивающихся с помощью собственного привода относительно своей оси.Производительность компрессора наибольшая, когда лопатки повернуты
ребром к входящему в рабочее колесо потоку газа (как показано на рис. 9.3),
т. е. когда поток скользит параллельно плоскостям лопаток.При одновременном повороте лопаток их плоскости образуют с направ¬
лением потока некоторый угол, поток газа перед поступлением в рабочее коле¬
со закручивается, что приводит к снижению производительности компрессора.
Чем больше угол поворота лопаток, тем меньше производительность.58
10.	Теплообменная аппаратураВ состав холодильных машин, помимо компрессоров, входят теплооб¬
менные аппараты. К основным теплообменным аппаратам парокомпрессион¬
ных холодильных машин относят конденсаторы и испарители.В испарителе происходит кипение жидкого хладагента с превращением
его в пар, в конденсаторе - обратный процесс, т. е. превращение паров хлада¬
гента в жидкость. В процессе кипения теплота отводится от охлаждаемой сре¬
ды и передается кипящему хладагенту.В процессе конденсации, наоборот, теплота от конденсирующихся паров
хладагента передается охлаждающей конденсатор среде.Как правило, смешение хладагента со средами не допускается, поэтому
в любом теплообменном аппарате есть как минимум одна замкнутая полость,
через которую циркулирует хладагент. Охлаждаемая или охлаждающая среда
часто также циркулирует через замкнутую соседнюю полость. Теплопередача
происходит через непроницаемую для жидкостей и газов стенку.10.1.	Теплообмен в испарителях и конденсаторахНазначением теплообменных аппаратов является обеспечение интенсив¬
ного обмена тепла между холодильным агентом и охлаждаемой (испаритель)
и теплоотводящей (конденсатор) средами.Интенсивность теплообмена зависит от разности температур между сре¬
дами, теплофизических свойств этих сред, свойств материала, через который
осуществляется теплоперенос, скорости движения сред.Уравнение теплового потока Q, Вт выражают зависимостьюQ = kF0m,где к - коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата, Вт/(м -К);F - площадь поверхности теплообмена, м2;Ѳт - средний логарифмический температурный напор между средами, °С.А/, - At2°т	г . J \ ■>ЬпAtlJгде Atx и А/2 - разности температур в начале и конце теплообмена по длине
поверхности теплообмена, °С (рис. 10.1).59
абРис. 10.1. Изменение температуры при теплопередаче:а - параллельное движение сред; 6 - движение сред в виде противотокаВеличина Ѳт зависит от направления движения сред, обменивающихся те¬
плом. Если среда, отдающая тепло, движется в том же направлении, что среда,
воспринимающая тепло, то это движение называют параллельным. Если среды
движутся в противоположных направлениях, то такое движение сред называют
противотоком. Противоток - наиболее эффективный способ теплообмена.Lnпри параллельном движении,Ѳт =Ln(t'-tp)(t'-t'o)при противотоке.Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м -К) теплообменного аппарата зави¬
сит от величин коэффициентов теплоотдачи по обе стороны поверхности теп¬
лообмена. Для плоской поверхности теплообмена1кI " 8п 1 ’+ Z^r+а=1 Аг а21	ігде «і, а2 - коэффициенты теплоотдачи по обе стороны поверхности, Вт/(м -К);« §-	отношение толтттиньт слоев металла, грязи, ржавчины, краски, инея,=1 Л»и т. д. на поверхности теплообменного аппарата к величинам теплопровод¬
ностей соответствующих слоев;п - число слоев компонентов по обе стороны стенки теплообменного аппа¬
рата (грязь, ржавчина, краска, масло).Поскольку коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности тепло¬
обмена, например испарителя, к холодильному агенту существенно выше ко¬60
эффициента теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности, то для обеспече¬
ния большой величины теплового потока Q, Вт следует увеличить наружную
площадь поверхности теплообмена посредством ее оребрения.Оребрение (увеличение площади поверхности теплообмена) применяют
к поверхности, со стороны которой коэффициент теплоотдачи меньше. Это от¬
носится ко всем типам теплообменных аппаратов - испарителям и конденсато¬
рам. Чем больше степень оребрения теплообменного аппарата, тем меньше его
габаритные размеры, что существенно при создании компактных конструкций
холодильных машин.Из последнего выражения следует, что увеличить тепловой поток Q мож¬
но, увеличивая коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой или теплоотводящей
среды. Это достигается увеличением скорости движения среды (посредством
применения вентиляторов) или заменой самой среды. Например, заменяя
в конденсаторах воздух водой, увеличивают теплоотвод в конденсаторе и од¬
новременно уменьшают его габаритные размеры. Это обстоятельство важно,
когда появляется необходимость отводить с поверхности конденсатора значи¬
тельное количество тепла.Конденсатор осуществляет аффективный отвод теплоты конденсации,
если его поверхность во время эксплуатации остается чистой. При наличии на
поверхности конденсатора пыли или грязи сумма термических сопротивленийV 5п	*	11слоев 2j— становится больше суммы	1	і=іЛг	а\ а2Современные холодильные машины, устанавливаемые в торговом холо¬
дильном оборудовании, комплектуются компактными конденсаторами. Они
имеют большую величину оребрения поверхности теплообмена. Воздушные
зазоры между ребрами в таких конденсаторах невелики, поэтому с целью пре¬
дотвращения попадания пыли между ребрами устанавливают на конденсаторе
съемный воздушный фильтр.Произведение кѲт называют плотностью теплового потока, т. е. количест¬
вом тепла, которое отводится через 1 м2 площади поверхности аппарата. ЕгоЛобозначают qF, Вт/м . В этом случае О = FqF.Соответственно площадь поверхности теплообмена аппарата равнаF = S~.4fДанное выражение является основой для расчета и последующего подбо¬
ра теплообменных аппаратов.10.2.	КонденсаторыКонденсаторы в зависимости от вида охлаждающей их среды, которой
передается теплота от хладагента, бывают воздушные, водяные и смешанно¬
го охлаждения.61
Среди водяных конденсаторов самую большую группу составляют кожу¬
хотрубные конденсаторы.Основные элементы кожухотрубного конденсатора (рис. 10.2): кожух
(сваренная из стального листа обечайка), приваренные к его торцам трубные
доски с отверстиями, в которые вставлены теплообменные трубы. Концы труб
в трубных досках уплотнены развальцовкой либо сваркой.Рис. 10.2. Кожухотрубный конденсатор (а) из труб с оребрением
в виде навитой приваренной проволоки (б)Через патрубок внутрь кожуха сверху подаются пары хладагента, запол¬
няющие все пространство между трубами. Внутри труб протекает охлаждающая
вода. Теплота от паров хладагента к воде передается через стенки труб. При этом
на наружной поверхности труб и происходит конденсация хладагента.В горизонтальных конденсаторах сконденсированные капли хладагента
под влиянием силы тяжести стекают в нижнюю часть кожуха аппарата. Как
правило, здесь предусматривают свободное от труб пространство, служащее
для сбора жидкого хладагента.Для организации потока воды служат крышки, соединяемые с кожухом
с помощью фланцев, болтов и уплотнительных прокладок. Вода может посту¬
пать во все трубы одновременно через входной патрубок в одной из крышек62
и вытекать через выходной патрубок в противоположной крышке. В этом слу¬
чае конденсатор называют одноходовым, так как вода совершает через него
один ход.Однако поток воды может быть организован и по-другому. Сначала он
проходит через половину всех труб в одном направлении, затем разворачивает¬
ся и через оставшуюся половину труб протекает в обратном направлении. Кон¬
денсатор в этом случае называют двухходовым. На рис. 10.2 изображен такой
аппарат. Перегородка в правой крышке не позволяет воде перемещаться из
входного (нижнего) патрубка в выходной. Левая глухая крышка перегородок
не имеет, в ней происходит поворот потока, переход его из нижней половины
труб в верхнюю.Кроме одно- и двухходовых встречаются аппараты и с большим количе¬
ством ходов.В вертикальных конденсаторах вода протекает по трубам под действи¬
ем силы тяжести, поэтому отпадает необходимость в крышках. Такие конден¬
саторы всегда одноходовые. При входе воды в трубу ее поток закручивается
специальной насадкой так, что вода стекает по стенкам, не заполняя всего се¬
чения трубы.В кожухотрубных конденсаторах имеется ряд дополнительных уст¬
ройств, облегчающих обслуживание и обеспечивающих соблюдение правил
техники безопасности (запорные вентили, указатели уровня жидкости, входные
коллекторы для равномерного распределения хладагента по объему крупных
конденсаторов, предохранительные клапаны и др.).Из-за высокой химической активности аммиака по отношению к цветным
металлам для изготовления теплообменных аппаратов аммиачных холодиль¬
ных машин используют исключительно сталь и чугун.Во фреоновых холодильных машинах из стали делают только корпусные
детали (обечайки, крышки, трубные доски, элементы крепления), трубы же
в основном используют медные или из алюминиевых сплавов.Термическое сопротивление материала стенки влияет на интенсивность
теплопередачи. Оно невелико у металлических труб, если только их поверх¬
ность чистая. Различные загрязнения (слои окислов, масла, водяного камня) за¬
трудняют теплопередачу через стенку, поэтому необходимо тщательно следить
за чистотой теплообменных поверхностей.На интенсивность теплопередачи большое влияние оказывают также ус¬
ловия теплообмена на поверхностях стенки, т. е. условия перехода теплоты от
конденсирующегося хладагента к стенке и от стенки к потоку воды. Они харак¬
теризуются коэффициентами теплоотдачи а.Эти коэффициенты вместе с термическим сопротивлением стенки 81 X (где
8 - толщина стенки; X - коэффициент теплопроводности) определяют коэффи-
циент теплопередачи к - количество теплоты, проходящее за 1 с через 1 м по¬
верхности при перепаде температур в 1 °С (К) от одной среды к другой.63
Коэффициент теплопередачи	1	1	щ Л ос2всегда несколько меньше, чем наименьший из коэффициентов теплоотдачи щ
или а2.Во фреоновых конденсаторах обычно коэффициент теплоотдачи щ от
конденсирующегося хладагента к стенке существенно меньше, чем коэффици¬
ент теплоотдачи а2 от стенки к потоку воды. Поэтому, чтобы повысить интен¬
сивность теплопередачи, желательно увеличить поверхность теплообмена со
стороны фреона, но увеличивая ее со стороны воды. С этой целью на наружной
поверхности труб, соприкасающейся с фреоном, делают ребра, чаще всего ме¬
тодом накатки.В аммиачных конденсаторах, где теплоотдача несколько выше, до по¬
следнего времени использовали гладкостенные стальные трубы в основном из-
за трудности их оребрения. Однако в современных конструкциях все чаще
применяют оребренные трубы (см. рис. 10.2).В последнее время широкое распространение получили пластинчатые
конденсаторы (рис. 10.3). Они состоят из штампованных пластин, собранных
в пакет, концевые плиты которого стянуты стальными шпильками. В пакете
образованы два извилистых канала, по которым навстречу друг другу двигают¬
ся хладагент и вода.2. ¥ в 8/ / . / /—І*■ -гт■ —РІЛ**11*1t1шгSf} 1
7}$z.[itf 2 S Ч 5 8 7 8 $5Рис. 10.3. Пластинчатый конденсатор:а - схема потоков; б - аппарат в собранном виде; 1-9 - пластины;
t[, t” - температуры хладагента; t'2, t” - температуры охлаждающей воды64
Этот тип конденсаторов отличается компактностью и малой металлоем¬
костью (особенно если пластины из алюминиевых сплавов). Однако для меха¬
нической очистки пластин от отложений водяного камня аппарат всякий раз
требуется полностью разбирать, в то время как у кожухотрубных конденсато¬
ров для очистки труб нужно только снять крышки, а у вертикальных не требу¬
ется даже и этого.Воздушные конденсаторы характеризуются сильно развитой теплооб¬
менной поверхностью со стороны воздуха - применяемые трубы имеют значи¬
тельно большую поверхность ребер, чем в конденсаторах с водяным или сме¬
шанным охлаждением. Это вызвано невысоким коэффициентом теплоотдачи
к воздуху.Часто ребрами служат тонкие металлические листы, надетые сразу на не¬
сколько труб. Расстояние между ребрами (шаг ребер) 2...4 мм. В воздушных
конденсаторах обычно используют трубы из меди, а ребра из латуни, алюми¬
ния, стали.Повышения эффективности теплоотдачи со стороны воздуха достигают
также увеличением скорости воздуха около теплообменной поверхности.
С этой целью воздушные конденсаторы (за исключением самых маленьких -
в бытовых и некоторых торговых холодильниках) снабжают вентиляторами,
различными направляющими устройствами (короба, воздуховоды, диффузоры),
а также завихряющими воздушный поток элементами (гофры, просечки).Крупный воздушный конденсатор (площадь наружной поверхности
405 м ) показан на рис. 10.4. Помещенные в диффузоры два мощных (по
4,4 кВт) вентилятора просасывают воздух через пакет оребренных труб, нахо¬
дящийся внутри кожуха.IРис. 10.4. Воздушный конденсатор:1 - теплообменная поверхность; 2 - вентилятор; 3 - корпусВ конденсаторах со смешанным охлаждением используются одновре¬
менно две охлаждающие среды - вода и воздух. Причем значительная доля от¬
водимой от хладагента теплоты идет на частичное испарение воды (скрытая те¬
плота парообразования воды более чем в 500 раз превышает ее теплоемкость).65
Сейчас все чаще применяют испарительные конденсаторы (рис. 10.5).
В них мощный поток воздуха, создаваемый размещенными вверху (или внизу)
вентиляторами, направлен снизу вверх навстречу воде, стекающей по трубному
змеевику основной секции, занимающей всю нижнюю часть корпуса. В змее¬
вике происходит конденсация хладагента в результате интенсивного испарения
воды в воздушном потоке.Выход гсиообраи -
наго аммиак.Л У 50dpiа,вход газо¬
образного
V аммиака,вход
газообразново
аммиака.выход жидкого
аммиака.
ъВуЬОСлиб боды,Рис. 10.5. Испарительный конденсатор:1 - корпус; 2 - поддон; 3 - основная секция; 4 - оросительная система;
5 - элиминатор; 6 - форконденсатор; 7 - диффузор; 8 - водяной насос;
9 - предохранительный клапан; 10 - вентиляторВыше основной секции находится элиминатор, служащий для задержи¬
вания капель воды, уносимых воздухом.Прежде чем попасть в основную секцию, пары хладагента проходят через
так называемый форконденсатор - небольшой змеевик, расположенный выше
элиминатора. В нем предварительно снижается температура хладагента, что спо¬
собствует уменьшению образования водяного камня на основной поверхности.Между форконденсатором и основной секцией при необходимости рас¬
полагают маслоотделитель (на рисунке не показан).Внизу корпуса имеется поддон для сливаемой воды. Из него она насосом
подается обратно в разбрызгиватели (форсунки) оросительной системы. Так
как часть воды испаряется и уносится потоком воздуха, в систему необходимо
постоянно добавлять некоторое количество свежей воды. Это осуществляется
автоматически с помощью поплавкового регулятора уровня в поддоне.Испарительные конденсаторы отличаются компактностью и сравнитель¬
но небольшим расходом воды. Они совмещают функции конденсатора и гра¬66
дирни, которая необходима для охлаждения воды при использовании кожухот¬
рубных конденсаторов. Однако выпадение водяного камня вызывает опреде¬
ленные трудности в процессе эксплуатации.10.3.	ИспарителиСреди испарителей различают аппараты, предназначенные для охлажде¬
ния жидких хладоносителей (в частности, воды), газов (чаще всего воздуха)
и твердых тел (например, технологического оборудования, бетонных моноли¬
тов, грунта и др.).Как и у конденсаторов, большую группу образуют кожухотрубные ис¬
парители. Их конструкция во многом подобна конструкции таких же конден¬
саторов.Если в конденсаторы пары хладагента поступают, как правило, сверху,
а жидкий хладагент выходит снизу, то в испарителях - наоборот.В зависимости от того, где кипит хладагент, различают испарители
с межтрубным и внутритрубным кипением.В испарителях с межтрубным кипением хладагент кипит в межтрубном
пространстве, а хладоноситель (вода или другая жидкость с низкой температу¬
рой замерзания) протекает по трубам.Существует два варианта перемещения хладагента между трубами испа¬
рителя: хладагент заполняет большую часть межтрубного пространства (в ис¬
парителях затопленного типа) или стекает по трубам при подаче насосом неис-
парившейся жидкости из нижней части в разбрызгиватели (в испарителях оро¬
сительного типа). Последние отличаются более эффективной работой, но
сложнее по конструкции и дороже.В аммиачных испарителях для сбора масла, поскольку оно не растворяет¬
ся в хладагенте, в нижней части обычно имеется маслоотстойник, из которого
масло необходимо периодически удалять.Во фреоновых испарителях кипящая масло-фреоновая смесь обычно об¬
разует густую пену, с которой масло постоянно уносится, так что оно не скап¬
ливается. В этих испарителях в верхней части кожуха обычно предусматривают
свободное от труб пространство.С масло-фреоновой пеной уносится также некоторое небольшое количе¬
ство неиспарившегося хладагента, которое не участвует в выработке холода,
его можно утилизировать в регенеративном теплообменнике.В последнее время получили распространение кожухотрубные испарите¬
ли с внутритрубным кипением хладагента. По конструкции они мало отличаются
от испарителей с межтрубным кипением.Чтобы существенно повысить теплоотдачу от хладоносителя, подаваемо¬
го в межтрубное пространство, внутри кожуха устанавливают направляющие
перегородки, заставляющие поток хладоносителя двигаться «змейкой».67
Теплоотдача от фреона хуже, чем от аммиака, поэтому во фреоновых ис¬
парителях необходимо увеличивать теплообменную поверхность со стороны
фреона. В испарителях с межтрубным кипением это достигается обычным спо¬
собом - применением труб с накатанными на внешнюю поверхность невысо¬
кими ребрами. В испарителях с внутритрубным кипением в медную трубу за¬
прессовывают на всю длину алюминиевый сердечник со звездообразным
(8...10 лучей) сечением. В такой трубе хладагент движется по узким параллель¬
ным каналам, образованным впадинами сердечника.Благодаря незначительному объему каналов в холодильную машину
с испарителем с внутритрубным кипением нужно заправлять гораздо меньше
хладагента, чем в такую же машину с испарителем с межтрубным кипением.
Это большое преимущество, когда в качестве хладагента используется какое-
либо дорогостоящее вещество.В испарителях с межтрубным кипением из соображений безопасности
необходимо устанавливать режим работы, при котором температура охлажден¬
ной воды не должна опускаться ниже 6.7 °С. Иначе при возможном отклоне¬
нии режима (понижении температуры кипения на несколько градусов) вода
в трубах может быстро замерзнуть (воды мало, а запас холода в кипящем хла¬
дагенте большой) и, расширяясь, разрушить элементы конструкции аппарата.В испарителях с внутритрубным кипением картина обратная: воды в кор¬
пусе много, а хладагента в трубах мало, поэтому нет опасности замерзания во¬
ды при понижении температуры кипения (по крайней мере в течение того вре¬
мени, пока не будут приняты меры для устранения причин, вызвавших пони¬
жение температуры). Это позволяет получать в испарителях с внутритрубным
кипением воду с температурой всего 1 .2 °С.Существуют также пластинчатые испарители, по конструкции подоб¬
ные пластинчатым конденсаторам.Большую группу составляют испарители для охлаждения воздуха. Дви¬
жение его в аппаратуре может быть принудительным, тогда аппарат называют
воздухоохладителем, либо естественным, тогда это - охлаждающая батарея.И в том и в другом случае низкий коэффициент теплоотдачи со стороны
воздуха требует мощного оребрения. По существу охлаждающая батарея
и представляет собой тем или иным образом скомпонованные оребренные тру¬
бы, которые крепят к стенкам либо потолку охлаждаемого помещения.В состав воздухоохладителя входят один или несколько вентиляторов.Устройство воздухоохладителя напоминает устройство воздушного кон¬
денсатора. В воздухоохладителе необходимо обеспечить равномерное распре¬
деление хладагента по всем трубам (когда имеется несколько параллельно ра¬
ботающих змеевиков). Для этого применяют специальные устройства, имею¬
щие один вход для парожидкостной смеси, подводимой от дросселирующего
устройства, и столько выходов, сколько нужно питать змеевиков. Одинаковые
каналы внутри распределяющего устройства обеспечивают равномерную пода¬
чу хладагента в змеевики.Змеевики воздухоохладителей и охлаждающие батареи, работающие при
отрицательных температурах воздуха, покрываются инеем из-за вымерзания68
имеющейся в воздухе влаги. В результате ухудшается теплообмен, поэтому иней
требуется периодически оттаивать, не допуская образования «снеговой шубы».Способы оттаивания инея - подачей в аппарат горячих паров хладагента
прямо из компрессора, с помощью электронагревателей, орошением поверхно¬
сти аппарата снаружи теплой жидкостью.Необходимую площадь теплообменной поверхности F, м конденсатора
или испарителя определяют делением тепловой нагрузки Q, Вт на коэффициент
теплопередачи к, Вт/(м -К) и усредненный температурный напор Ѳ, К между
хладагентом и средой:кѲ'Тепловая нагрузка испарителя Ои равна холодопроизводительности ма¬
шины <2о, а нагрузка конденсатора 0К примерно на 30 % больше (точнее ее
можно определить из теплового расчета холодильной машины).Коэффициент теплопередачи к рассчитывают по формулам, которыеможно найти в специальной литературе. Значение его варьируется примерно от2	25	Вт/(м -К) при естественной конвекции воздуха до 4000 Вт/(м -К) при прину¬
дительном движении жидкой среды с большой скоростью (1,5...2 м/с).Способ усреднения температурного напора Ѳ также изложен в специаль¬
ной литературе [2, 3, 6]. В разных аппаратах он составляет от 5 до 15 °С.69
ЗаключениеУчебное пособие составлено в соответствии с требованиями Федерально¬
го государственного образовательного стандарта по направлению подготовки
бакалавров 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» профиль
«Торговое холодильное оборудование, системы кондиционирования и машины
торгового комплекса», и содержит материалы по основным темам изучаемого
курса.В учебном пособии рассмотрены физические основы искусственного ох¬
лаждения, термодинамические основы, рабочие процессы и рабочие вещества
холодильных машин, принципиальные схемы и циклы парокомпрессионных
машин, особенности холодильных машин и компрессоров различных типов, те¬
плообменная аппаратура и др.Внимательное изучение представленных материалов позволяет сформи¬
ровать у обучающихся целостное представление о принципах функционирова¬
ния холодильной техники.70
Библиографический список1.	Брайдерт Г.-Й. Проектирование холодильных установок. Расчеты, парамет¬
ры, примеры / Г.-Й. Байдерт. - М. : Техносфера, 2006. - 336 с.2.	Мааке В. Учебник по холодильной технике / В. Мааке, Г.-Ю. Эккерт,
Ж.-Л. Кошпен. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1998. - 1142 с.3.	Дульнев Г. Н. Теория тепло- и массообмена / Г. Н. Дульнев. - СПб. : НИУ
ИТМО, 2012. - 195 с.4.	Большаков С. А. Холодильная техника и технология продуктов питания :
учебник для студ. высш. учеб. заведений / С. А. Большаков. - М. : Акаде¬
мия, 2003. - 304 с.5.	Курылев Е .С. Холодильные установки / Е. С. Курылев, В. В. Оносовский,
Ю. Д. Румянцев. - 2-е изд., стереотипное. - СПб. : Политехника, 2002. -
576 с.6.	Румянцев Ю. Д. Холодильная техника : учебник для вузов / Ю. Д. Румянцев,
В. С. Калюнов. - СПб. : Профессия, 2005. - 360 с.7.	Бабакин Б. С. Проектирование и сервис холодильных систем / Б. С. Баба-
кин, С. Б. Бабакин. - М. : ДеЛи плюс, 2018. - 194 с.71
Учебное изданиеЛ е б е д е в Дмитрий АлександровичПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКИУчебное пособие
для студентов направления подготовки
15.03.02 «Технологические машины и оборудование»Подписано в печать 28.09.18. Формат бумаги 60x84 1/16.
Печать трафаретная. Печ. л. 4,5. Заказ 255. Тираж 30.Издательско-полиграфический отдел КГУ156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17.Т. 49-80-84	E-mail: rio@kstu.edu.ruISN 5-flEflS-64с