Холодильные машины и установки

Общие сведения

Отечественная промышленность выпускает холодильные установки в широком диапазоне температур конденсации Т_к и испарения Т_п с поршневыми или винтовыми компрессорами, а также с турбокомпрессорами холодопроизводителыюстыо от нескольких ватт до 6500 кВт. Наряду с компрессорными машинами выпускаются теплоиспользующие абсорбционные бромисто-литиевые и пароводяные эжекторные холодильные машины. Производятся холодильные установки для сжижения углекислоты и производства сухого льда, льдогенераторы, термобарокамеры, кондиционеры, тепловые насосы и другое оборудование. В нашей стране впервые были созданы оригинальные регенеративные воздушные холодильные машины с вакуумным циклом.

Широкое применение получило использование холода на транспорте. Серийно выпускаются судовые, автомобильные, железнодорожные и другие транспортные холодильные установки.

Холодильный транспорт предназначен для перевозки скоропортящихся пищевых продуктов (мяса, рыбы, фруктов и т. д.) при температуре, обеспечивающей сохранение хорошего качества этих продуктов от момента их производства до потребления. Такие транспортные средства оборудованы холодильными установками, холодильно-нагревательными машинами, обогревательными установками или системами охлаждения с применением охлаждающих смесей, водного или сухого льда (СО.,), сжиженных газов. В изотермических вагонах и контейнерах, на автомобилях и судах температура охлаждаемого помещения поддерживается постоянной.

Наиболее перспективным является применение рефрижераторных контейнеров, что позволяет повысить интенсивность погрузочно-разгрузочных работ (судно — вагон, судно — автомобиль, вагон — автомобиль и т.н.) и сократить затраты на складские операции. При этом достигается экономия тары, сокращается количество рабочей силы, улучшается сохранность грузов за счет более высокой скорости доставки.

В настоящее время наиболее экономичными являются вагоны-термосы. Они не имеют охлаждающих устройств и предназначены для перевозки скоропортящихся грузов (кроме свежих фруктов и овощей) на близкие расстояния (внутриобластные, внутригородские перевозки), а также для дальних перевозок консервов в весенний и осенний периоды, животных жиров и замороженных грузов в зимний период (при температуре охлаждаемого помещения от 0 до минус 20 °C в летний период) и грузов, требующих обогрева (при температуре помещения до 14 °C в зимний период). Для этих целей используют также изотермические вагоны, автомобили, суда и контейнеры.

Развитие холодильного машиностроения идет по пути создания компрессоров со встроенными электродвигателями не только для малых и средних, но и для крупных агрегатов. Это позволяет уменьшить размеры машин, улучшить охлаждение обмоток электродвигателя, повысить их надежность и уменьшить стоимость. Возрастающая потребность в больших количествах искусственного холода обусловливает развитие турбохолодильных машин большой мощности. В большом количестве производятся бытовые холодильники и кондиционеры разнообразных типов. Важное значение приобретают холодильные машины, работающие за счет использования вторичных энергоресурсов.

Для отопления и кондиционирования жилых помещений находят применение тепловые насосы.

Большинство холодильных машин полностью автоматизированы с регулируемой холодопроизводителыюстыо, чем обеспечивается сокращение затрат на обслуживание.

Эффективность работы холодильной установки в значительной степени зависит от свойств используемого в ней хладагента. Наиболее распространенными хладагентами являются хладон 12 (R12), хладон 22 (R22) и аммиак (R717). Кроме того, рабочими телами в холодильных машинах служит вода (R718) в абсорбционных бромисто-литиевых и пароэжекторных машинах, пропан (R290) в пропановых турбохолодильных установках, воздух в воздушных холодильных машинах, полупроводники в малогабаритных холодильных установках и приборах, а также хладагенты хладон 13 (R13), хладон 142 (R142) и др.

К основным требованиям, предъявляемым к хладагенту, следует отнести:

• • обеспечение высокой термодинамической эффективности всех рабочих процессов и цикла в целом в заданном диапазоне температур;
• • доступность;
• • нетоксичность;
• • инертность к конструкционным материалам и маслам;
• • пожарои взрывобезопасность.

Принцип действия некоторых типов холодильных установок был рассмотрен в параграфе 5.6. Рассмотрим более подробно некоторые наиболее распространенные типы холодильных установок.