С целью охлаждения различных жидкостей, газообразных веществ, воздуха, продуктов и других объектов широко используются холодильные машины, отличающиеся друг от друга по конструкции, принципу работы и конкретному назначению. По сути, такие машины не генерируют холод, а являются транспортирующей системой, переносящей тепловую энергию между элементами. Охлаждение происходит за счет непрерывного повторения термодинамического цикла. Наиболее применим в настоящее время парокомпрессионный цикл охлаждения, основанный на переходе хладагента в разные агрегатные состояния.
Современные охладители состоят из таких главных частей:
- Компрессор, отвечающий за рост давления в хладагенте и его беспрерывную циркуляцию в системе;
- Дроссельный клапан. Обеспечивает дозированное поступление хладона в испарительную камеру;
- Испаряющее теплообменное устройство. Именно в нем происходит закипание холодильного агента;
- Конденсатор. Здесь фреон меняет свое состояние из парообразного на жидкое. Излишки тепла отводятся в окружающую атмосферу.
Обязательным условием надежного и правильного функционирования холодильной установки является также и наличие других узлов и деталей. К ним относятся электромагнитные вентили, КИП, стекла для визуального осмотра, цеолитовые патроны и т.д. В единую систему все эти элементы объединяет сеть трубопроводов с герметичной тепловой изоляцией. В контур охладителя заливается хладагент, объем которого заранее рассчитывается.
Важнейшим параметром, характеризующим работу машины, считается холодильный коэффициент, отражающий энергетическую эффективность агрегата. Величина представляет собой отношение производительности холода к работе, выполненной за определенный временной промежуток. В соответствии с маркой используемого агента и принципом функционирования принято разделять охладители на компрессионные (воздушные и паровые), эжекторные и адсорбционные и абсорбционные.
Холодильный агент
Химические вещества с низкой температурой закипания, необходимые для протекания холодильного цикла, называются хладагентами. К ним относят соединения насыщенных фтор- и хлорсодержащих углеводородов, аммиак, гексафторид серы и т.д. В некоторых случаях функции хладагента может выполнять обычный воздух. Наиболее распространены в холодильной и климатической технике – R12, R22, R410A и R717. Вообще сфера применения фреонов не ограничивается лишь холодильными установками. Их широко используют в парфюмерной промышленности, при производстве аэрозольных баллонов и полиуретановых изделий.
Дроссельный вентиль
Запорная арматура системы регуляции температуры позволяет увеличить точность подачи жидкости в испаритель. Терморегулирующий вентиль или ТРВ включает в себя игольчатый клапан, сопряженный с основанием в виде круглой пластины. Общий расход, проходящего через устройство хладагента, зависит от изменяющегося диаметра трубки и заданной температуры на выходе от потребителя. При изменении значений уменьшается либо увеличивается давление в контуре, и соответственно меняется размер сечения.
При изготовлении ТРВ в условиях заводских мощностей его заполняют такой же рабочей жидкостью, которая будет циркулировать внутри холодильной машины. Основной целью установки такого устройства является контроль над расходом хладагента для увеличения эффективности процессов снижения воздуха в помещении. При этом ставится задача перевести весь объем циркулирующей жидкости в пар для уменьшения нагрузки на компрессор. Вентиль монтируется в основной магистрали на участке между испарителем и компрессором с использованием надежной теплоизоляции.
В настоящее время преимущественно используются ТРВ с электронным контроллером. Его роль исполняет особый терморезистор, установленный в магистральной трубке с подключением к микропроцессору.
Электромагнитный вентиль
Соленоидная запорная арматура работает в двух режимах: на полное закрытие и открытие. При подаче электропитания на датчик металлический сердечник, находясь под воздействием электромагнитного поля, толкает пружину, открывая доступ для поступления хладагента.
Стекло для визуального осмотра
Светопрозрачная конструкция позволяет определить:
- Агрегатное состояние хладона;
- Присутствие жидкости, отображаемое цветным индикатором.
Смотровое стекло устанавливается в магистрали после ресивера. Это приспособление выполняется в виде металлического цилиндра с прозрачной крышкой. При возникновении сбоев в охладителе можно наблюдать влагу с пузырями газа. Это может быть сигналом низкого уровня хладагента. Допускается установка двух смотровых стекол. Второе монтируется возле соленоидного вентиля либо ТРВ.
Цеолитовый патрон
Один из важных узлов холодильной машины эффективно очищает контур от излишков влаги и мелких частей пыли. Фильтр-осушитель устанавливается между конденсатором и терморегулирующим вентилем, защищая последний от засорений. Подключение происходит при помощи металлических штуцеров. Элемент представляет собой полый цилиндр с мелкими фильтрующими сетками. В зависимости от производителя выпускаются одноразовые и многоразовые модели. В случае вскрытия магистрали охладителя требуется немедленная замена фильтра.
Накопительный резервуар
Металлический бак цилиндрической формы различается по объему и функциональности. Выделяют четыре основных вида ресиверов:
- Линейные. Впаиваются в магистраль между конденсатором и терморегулирующим вентилем для бесперебойной работы охладительного оборудования. Выполняют роль гидрозащиты, исключая поступление паров в ТРВ. Обеспечивают отделение частиц масла из хладагента.
- Дренажные. Используются для накопления и хранения всего объема рабочей жидкости при проведении ремонтных работ, требующих разгерметизации трубопровода.
- Циркуляционные. Отвечают за стабильную работу насосного оборудования. Устанавливаются в контур сразу после испарителя в самой низкой точке.
- Защитные. Применяются в закрытых системах с безнасосной транспортировкой хладагента. Исключают вероятность попадания влаги в компрессор.
Маноконтроллер
Специальный клапан изменяет интенсивность напора фреона путем уменьшения или увеличения проходного диаметра. На основе измерений, полученных от датчика, механизм давит или отпускает тарельчатую пластину, препятствующую свободному потоку хладагента. В зависимости от необходимости могут использоваться регуляторы для систем с низким давлением или прессостаты, монтирующиеся после испарителя. Регуляторы трубопроводов с высоким давлением или маноконтроллеры используются в чиллерах с воздушным охлаждением для нормального функционирования системы в холодное время года. Регулятор располагается на основной магистрали между компрессором и конденсатором.
