Довідник «Технологічні схеми холодильних установок»

ДНЗ „Чортківське вище професійне училище”

 

 

 

 

 

 

 

 

Довідник

 

 

 

 

 

«Технологічні схеми холодильних установок»

 

 

 

 

смт. Заводське

 2023 р.

 

 

 

 

Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу

ДНЗ „Чортківське ВПУ” заборонено

 

 

 

       

 

 

 

Обговорено та схвалено на засіданні методичної комісії за спеціальністю  „Машиніст холодильних установок”       ДНЗ ”Чортківське ВПУ”. Протокол № 4 від 25.12.2023 року.

 

 

 

 

 

 

 

 

Розробила: Маркіна Ірина Геннадіївна – викладач   професійної підготовки, спеціаліст вищої категорії, педагогічне звання „викладач-методист”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

«Теоретичні основи ХТ»

 

 

№	Назва схеми	Стор.
1	Принципова схема роботи холодильної машини	4
2	Принципова схема роботи повітряної холодильної машини.	5
3	Принципова схема роботи компресійної холодильної машини.	6
4	Принципова схема роботи абсорбційної холодильної машини.	8
5	Принципова схема двохступінчастої холодильної машини.	10
6	Принципова схема каскадної холодильної машини.	12

 

«Холодильне обладнання»

2 розряд

№	Назва схеми	Стор.
1	Схема побутового компресійного холодильника	14
2	Схема побутового абсорбційного холодильника.	16
3	Схема побутового  термоелектричного холодильника.	18
4	Схеми торгівельного холодильного  прилавку .	20
5	Схеми торгівельної холодильної вітрини.	21
6	Схема торгівельної холодильної шафи.	22
7	Схема льодогенератора.	24
8	Схема фризера.	26

 

 

 

 

1. Принципова схема роботи холодильної машини.
 

              Всі холодильні машини працюють за наступною схемою .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.  Принцип роботи холодильної машини:
 

1 - низький тепловий потенціал

2 - високий тепловий потенціал;
L - затрачувана енергія;

Q0 - теплота, що відводить від охолоджуваного об'єкта (корисна холодопродуктивність);

Q - теплота, яка віддається холодильною ашиною в навколишнє середовище;
QT - теплоприпливи в охолоджуваний об'єкт.

До охолоджуваного об'єкта з навколишнього середовища безупинно підводить
теплота QT. Щоб температура охолоджуваного об'єкта не підвищувалася,
холодильна машина повинна безупинно відводити від об'єкта теплоту Q0 = QT,
де Q0 називають корисною холодо продуктивністю машини. Якщо Q0 більше
теплоприпливів QT, то температура в об'єкті буде знижуватися.
              Температура ділянки холодильної машини, що стикається
з охолоджуваним об'єктом (низький тепловий потенціал), повинна бути
на 5-10 °С нижче температури об'єкта. При цьому теплота від об'єкта
буде переходити до машини без витрати роботи ("самопливом").
              Високий тепловий потенціал машини на 5-10 °С вище температури
навколишнього середовища. Тому теплота від машини самопливом
передається в навколишнє середовище (повітря, вода).   Для створення різниці теплових потенціалів у машині затрачається робота L. Ця робота разом з відведеною теплотою Q0 передається в навколишнє середовище
 

2. Схема повітряної холодильної машини.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - компресор, 2 - охолоджувач, 3 – розширювальна посудина, 

4 - повітряні канали, 5 - охолоджуване приміщення

 

Основними елементами повітряної холодильної установки є компресор 1, охолоджувач 2 і розширювальна посудина - циліндр 3. За допомогою повітряних каналів 4 машина з'єднується з охолоджуваним приміщенням 5.

Компресор 1 засмоктує повітря з охолоджуваного приміщення 5 при тиску, близькому до атмосферного, і стискає його адіабатно до деякого тиску, що становить приблизно 0,4...0,5 Мпа, що підтримується постійним завдяки роботі компресора. Внаслідок стиску компресором повітря нагрівається до 100... 120°С.

В охолоджувачі 2 стиснене повітря, що надходить із компресора, охолоджується за допомогою охолоджуючої води до температури, наближеної до її температури, тобто  приблизно до 20°С. З охолоджувача повітря надходить у циліндр 3, у якому адіабатно  розширюється до первинного тиску, внаслідок чого його температура знижується (практично до -70°С). По каналах 4 повітря в приміщення 5 і охолоджує його, нагріваючись приблизно до ...-5°С. Потім цикл повторюється знову: повітря засмоктується компресором, стискається й т.д..

Таким чином, спочатку повітря стискається компресором з підвищенням температури, потім стиснуте повітря надходить в охолоджувач, і його внутрішня енергія до моменту розширення знижується максимально. Після цього воно розширюється до первісного тиску з одночасним зменшенням температури.

Хоча повітря як робоча речовина і має переваги (безпечне, нейтральне до металів і т.д.), повітряні холодильні машини широкого застосування практично не знайшли, через не високу питому холодопродуктивність, великі розміри (повітря має дуже малу теплоємність) і небажане осідання вологи у вигляді снігової шуби в розширювальному циліндрі. Повітряні холодильні машини використовують в основному з спеціальною метою (наприклад, для кондиціювання повітря в літаках).

 

 

3. Схема компресійної холодильної машини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - випарник, 2 - компресор, 3 - конденсатор, 4 - регулюючий вентиль, 5 - охолоджуване приміщення

Компресійна холодильна машина містить у собі чотири основних пристрої: випарник, компресор, конденсатор і регулюючий вентиль, які з'єднані між собою трубопроводами й утворюють замкнуту герметичну систему, заповнену холодоагентом.

Випарник 1, що являє собою змійовик, призначений для випару холодоагенту або кипіння його при малому тиску з низькою температурою. Теплота, необхідна для випару (кипіння), віднімається від навколишнього середовища, що при цьому охолоджується.

Щоб забезпечити охолодження при досить низьких температурах, кипіння робочої речовини у випарнику повинне також протікати при низьких температурах. Для зниження температури кипіння (звичайно -10...-20°С), що визначається температурою навколишнього середовища, знижують тиск над киплячою робочою речовиною за допомогою компресора 2, що безупинно відсмоктує пару робочої речовини з випарника.

Оскільки температура пари робочої речовини нижче температури середовища (води або повітря), у яку звичайно передається теплота при роботі машини, теплота пари безпосередньо до цього середовища передаватися не буде. Тому пара стискається компресором до тиску конденсації, при якому температура приблизно на 10°С вище температури середовища, що сприймає теплоту.

Стисла пара нагнітається в конденсатор 3, що являє собою (як і випарник) змійовик, що забезпечує, перехід нагрітої і стислої компресором пари високого тиску в рідкий стан (конденсація). При цьому теплота конденсації віддається охолодному середовищу - воді або повітрю. Тиск рідкої робочої речовини зберігається так само, як і тиск його пари, тому що тиск конденсації при роботі машини підтримується постійним.

У випарнику тиск повинен бути набагато меншим. Тому тиск робочої речовини знижується за допомогою регулюючого вентиля 4, встановленого між конденсатором 3, випарником 1 і рідким холодоагентом, що забезпечує протікання, через вузький прохідний отвір; в результаті цього відбувається зниження тиску конденсації до тиску кипіння й відповідно знижується температура. У випарнику робоча речовина знову переходить у пароподібний стан при низьких температурі й тиску, і цикл повторюється.

Таким чином, компресійна холодильна машина являє собою замкнуту систему, у якій безупинно відбувається круговий процес переносу теплоти холодоагентом з випарника в конденсатор. У конденсаторі крім теплоти конденсації від пари відбирається теплота, отримана нею при стиску, тому теплове навантаження конденсатора завжди на цю величину більша навантаження випарника. Основними перевагами комісійної холодильної машини (у порівнянні з абсорбційною) є досить високий ККД і можливість легко регулювати тиск пари, а відповідно, і температуру в охолоджувачі.

Розглянуті вище чотири основні елементи холодильної машини, об'єднані з іншим устаткуванням, називаються холодильною установкою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Схема абсорбційної холодильної машини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аб – абсорбер;Г – генератор;

Кд – конденсатор;И – випарник;

Н – насос;1РВ, 2 РВ – регулюючі вентилі

В абсорбційній холодильній машині для відводу пари з випарника служить абсорбер - посудина, заповнена водою. Пара аміаку (холодильний агент R717) з випарника И потрапляють в абсорбер A6. Вода, через яку пробулькує пара аміаку, розчиняє їх (абсорбує, тобто всмоктує). Деяке зниження тиску в абсорбері сприяє надходженню нових пар з випарника в абсорбер. При розчиненні аміаку у воді виділяється теплота, що погіршує подальше розчинення аміаку. Тому  абсорбер  звичайно охолоджують водою.

Насичена аміаком вода (міцний розчин) подається насосом Н у генератор Г. Тут міцний розчин нагрівається гарячою парою, яка проходить по змійовику (у домашніх абсорбційних холодильниках міцний розчин нагрівається електричною спіраллю або за допомогою газового пальника). Пара аміаку, що утворяться при нагріванні міцного розчину, з генератора надходить у конденсатор Кд, де охолоджуються водою й конденсуються. Рідкий аміак високого тиску дроселюється в регулюючому вентилі 1РВ і надходить у випарник, де кипить при низькому тиску, відбираючи теплоту від охолоджуваного розсолу.

  Після випаровування аміаку, який залишився в генераторі, слабкий водоаміачний розчин через вентиль 2РВ вертається в абсорбер і всмоктує нові порції пари аміаку, що надходить із випарника.

Таким чином, на відміну від компресійної машини в абсорбційній замість компресора використаються два апарати (абсорбер і генератор), а також насос для подачі рідини, потужність якого приблизно в 10 разів менше, ніж у компресора. У домашніх абсорбційних холодильниках насос і вентиль 2РВ взагалі виключені зі схеми. Це досягається додаванням у випарник водню. У результаті тиск у конденсаторі стає рівним сумарному тиску аміаку й водню у випарнику. При цьому додавання водню не впливає на температуру кипіння аміаку у випарнику, тому що вона визначається тільки парціальним тиском пар аміаку.

Тепловий баланс абсорбційної машини: теплота, передана навколишньому середовищу (у конденсаторі й абсорбері), дорівнює холодопродуктивності машини Q₀ (теплота, відведена від розсолу) плюс затрати теплоти в генераторі Q_г і робота насоса N_н:

Q_KJД + Q_аб = Q₀ + Q_г + N_н.

Холодильний коефіцієнт ε = Q₀/(Q_г + N_н). В абсорбційних машинах ε приблизно в три рази менше, ніж у компресійних. Однак внаслідок можливості використання теплоти пари, яку відробило (наприклад, на теплоелектроцентралях) абсорбційні машини іноді навіть більше вигідні. Відсутність в установці компресора, що створює при роботі шум і виходить із ладу швидше, ніж теплообмінні апарати, обумовлює застосування абсорбційних машин для домашніх холодильників.

Для кондиціювання повітря застосовують іноді абсорбційні установки, у яких холодоагентом є вода. Низький залишковий тиск у випарнику, що забезпечує кипіння води при 5-6 °С, створюється абсорбуючою речовиною - бромистим літієм. Бромисто-літієві машини безпечніше аміачних, але складніші в експлуатації  через  підвищену корозію.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Схеми двох ступінчастих холодильних установок.

 

Завдяки подвійному стиску у компресорах КМ1 і КМ2 досягається більш низькі температури охолодження. Двоступеневі холодильні машини дозволяють отримувати температури від - 50 до - 80 С. Двоступенева холодильна машина з неповним внутрішнім охолодженням використовується переважно при невисоких холодопродуктивностях, коли підвищена витрата енергії в певній мірі компенсується більшою простотою циклу.

Двоступінчата холодильна машина з одним дроселюванням і неповним проміжним охолодженням

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1КМ, 2КМ – компресором;      Кд – конденсатор;

Пх проміжний холодильник;   И – випарник;

РВ – регулюючий вентиль;    ПС – проміжна ємність

При двоступінчатому стиску  з неповним проміжним охолодженням і одноступінчатому дроселюванню,  пара з випарника И всмоктується в циліндр КМ1 компресора низької ступені стискається в ньому і нагнітається в проміжний холодильник Пх. В цьому холодильнику здійснюється проміжне охолодження так як пар залишається перегрітим. Після проміжного охолодження пара стискається в циліндрі КМ2 компресора високої ступені і конденсується і переохолоджується в конденсаторі Кд. Після дроселювання в регулюючому вентилі РВ1, холодоагент поступає в випарник И і дає холодильний ефект.             

 

 

 

 

 

 

Двоступінчата холодильна машина з одним дроселюванням і повним проміжним охолодженням

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          1КМ, 2КМ – компресором;                               

          Кд – конденсатор;Пх проміжний холодильник;                              

И – випарник; РВ – регулюючий вентиль;                             

ПС – проміжна ємність

 

При двоступінчатому стиску з повним проміжним охолодженням і двоступінчатому дроселюванню холодоагент всмоктується в циліндр КМ1 (Мал. 1) компресора першої ступені, стискається в ньому і нагнітається у водяний проміжний холодильник Пх і далі в проміжну ємність ПС. В проміжній ємності за рахунок часткового випаровування рідкий холодоагент охолоджується до стану насичення. В цьому стані пара з проміжної ємності разом з парою утворилась в першому регулюючому вентилі РВ, і парами з випарника И, всмоктується в циліндр КМ2 компресора другої ступені, стискається в ньому і нагнітається конденсатор Кд, де вона конденсуються і переохолоджуються. Дальше рідкий холодоагент поступає до першого регулюючого вентиля РВ1, дроселюється в ньому разом з утвореного парою і проходить в проміжну ємність ПС.

Звідси основна маса холодоагенту спрямовується в випарник И. Причому рідина, яка надходить у випарник И5 перед потраплянням в нього піддається дроселювання в другому регулюючому вентилі РВ2.

Завдяки подвійному стиску у компресорах КМ1 і КМ2 досягається більш низькі температури охолодження

6.Схема каскадної  холодильної установки.

 

Для отримання низьких температур одночасно з багатоступінчастими ХМ застосовують каскадні  холодильні установки – вони являють собою систему, яка складається з двох або декількох  холодильних машин  (каскадів), працюючих одночасно при різних температурах  і з’єднаних між собою за допомогою теплообмінних апаратів, які називають  випарниками-конденсаторами (Вп-Кд).  Такий апарат  для одного каскаду виконує роль конденсатора, а для іншого – випарника. Холодильні машини, що входять до системи, можуть бути одно- або двох- ступінчастими.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – випарник;2,4 – компресори;3 –випарник-конденсатор;

5 – конденсатор;6,7 – регулюючі вентилі;8 – охолоджуване приміщення

 

Обидва каскади можуть бути одноступінчастими та об’єднаними в загальну систему апаратом – випарником-конденсатором 3. Компресор 2 з випарника 1 відсмоктує пару холодоагенту , стискає її від тиску кипіння Ро до тиску конденсації Рк і нагнітає до апарату 3, який відіграє роль конденсатора для нижнього каскаду. Тут пара охолоджується ( тиск зменшується до тиску конденсації)  і зріджується (конденсується ). Теплота, що відводиться від холодоагенту, сприймається киплячим в апараті 3 холодоагентом верхнього каскаду, для якого цей апарат є випарником. Рідкий холодоагент, що утворився в наслідок конденсації спрямовується до апарату 3 через регулюючий вентиль 7, де він дроселює від тиску конденсації до тиску кипіння у випарник 1.

У випарнику рідина кипить при постійному   тиску і температурі за рахунок притоку теплоти від охолоджуємого середовища приміщення 8.

 Верхній каскад працює за таким же принципом , але  в межах більш високих температур. У зв’язку з тим, що процес кипіння рідини у випарнику верхнього каскаду відбувається за рахунок теплоти, яка відводиться від холодоагенту в конденсаторі нижнього каскаду, температуру кипіння у випарнику верхнього каскаду підтримують на декілька градусів нижче температури конденсації у нижньому каскаді. У конденсаторі верхнього каскаду 5 теплота від холодоагенту відводиться звичайно водою або повітрям. Компресор 4 та регулюючий вентиль 6 працюють аналогічно елементам 2 та 7.

  Найбільш поширені двох каскадні  холодильні машини, нижній каскад яких являє собою одноступінчасту машину, а верхній – двох ступінчасту. В нижньому каскаді використовують холодоагенти з низькими температурами замерзання і не потребуючі великого розрідження для забезпечення низьких температур кипіння ( фреон-13). У верхньому каскаді використовують холодоагенти, які застосовують у одно ступінчастих машинах ( фреон-22).

 

Питання для самоперевірки:

1.          Яке обладнання входить в склад компресійної холодильної установки?
2.          Які фазові перетворення речовин використовуються для роботи компресійних холодильних установок?
3.          Для чого призначена розширювальна ємність?
4.          Які недоліки і переваги повітряних холодильних машин?
5.          Що називають абсорбцією?
6.          Яке призначення генератора в абсорбційній холодильній установі?
7.          Які схеми називають двохступінчастими?
8.          Чим відрізняються схеми з неповним і повним проміжним охолодженням ?
9.          Які схеми називають каскадними ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МХУ 2 розряд

1. Схема побутового компресійного холодильника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

++

 

 

 

 

Д – двигун; Кд – конденсатор;

Км – компресор; КТр – капілярна трубка;

ТР – теплове реле; РТ – реле температури;

РП – пускове реле;Ш – штуцер;

Ф –фільтр.

 

Холодильна машина побутового компресійного холодильника складається з герметичного компресора Км з вмонтованим електродвигуном Д, змійовикового конденсатора Кд, фільтра Ф, капілярної трубки КТр, реле температури РТ, пускового РП і теплового ТР реле. Система заряджена через штуцер Ш фреоном-І2 в кількості 200-300 г так, що рідкий ХА майже повністю заповнює випарник И, сталевий або алюмінієвий  листотрубний випарник розташовується у верхній частині шафи і утворює морозильне відділення з температурою -10÷-15°С В середній частині шафи температура 0-4°С, а в нижній 2-6°С

ХА кипить у випарнику, охолоджуючи шафу. Пара відсмоктується компресором і стискається до тиску   конденсації. В конденсаторі вона охолоджується повітрям, конденсується і через капілярну трубку надходить у випарник. В капілярній трубці рідкий ХА дроселюється, частково переохолоджуючись холодною парою, тому що всмоктуюча трубка, припаяна до капілярної, утворює теплообмінник. Трохи підігріта, але ще холодна пара охолоджує обмотку електродвигуна і з верхньої частини кожуху засмоктується компресором. Фільтр призначений для запобігання засмічення капілярної трубки.

Автоматичне регулювання заповнення випарника через капілярну трубку здійснюється в наслідок самовирівнювання з збільшенням теплового навантаження на випарник. Рівень рідини в ньому зменшиться від А до А¹. При цьому рівень в конденсаторі зросте від Б до Б¹. Поверхня теплопередачі зменшиться і тиск в конденсаторі зростає, що викличе збільшення подачі рідини через капілярну трубку. В наслідок цього із збільшенням навантаження рівень рідини у випарнику знизиться незначно. Переваги капілярної трубки у порівнянні з ТРВ значні: простота, надійність, полегшення пуску компресора.

Автоматичне регулювання температури у шафі здійснюється за допомогою реле температури РТ. Пускове реле РП захищає двигун компресора від перевантажень в наслідок різкого скачка напруги під час пуску. Теплове реле ТР захищає двигун від перегріву   під час роботи холодильника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Схема побутового абсорбційного  холодильника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – генератор-кип’ятильник; 2 –трубка-ректифікатор; 3 – конденсатор;

4 – випарник; 5 – газовий теплообмінник;6 – бачок; 7 – абсорбер;

8 – теплообмінник; 9 – термосифон; 10 – накопичувач водню;

11 – електронагрівник.

 

Принцип дії абсорбційних домашніх холодильників заснований на поглинанні пари аміаку водою. Герметична система апаратів заповнена водоаміачним розчином. При вмиканні електронагрівника 11  з водоаміачного розчину, що знаходиться в термосифоні 9 википає аміак, виносячи рідкий розчин в генератор-кип'ятильник 1, в якому аміак продовжує википати з розчину внаслідок підігріву. Пара аміаку і частково пара води надходить в нахилену трубку - ректифікатор 2. Водяна пара конденсується тут і стікає знову в генератор, а пара аміаку іде далі - в конденсатор 3 і, перетворюючись в рідину в результаті конвективного охолодження, надходить у випарник 4.

В той час, як тиск аміаку в генераторі при підігріві розчину зростає, тиск пари аміаку у випарнику падає, тому що слабкий розчин, який залишився в генераторі попадає через теплообмінник 8 у верхню частину абсорбера 7, і стікаючи по трубкам, поглинає пару аміаку, відсмоктуючи її з випарника. У водоаміачний розчин частково додають водень – легкий інертний газ. Тому верхню частину випарника починає заповнювати водень, який з абсорбера попадає в неї через газовий теплообмінник 5. Сумарний тиск пари аміаку і водню у випарнику і абсорбері такий же, як тиск пари аміаку в генераторі. Рідкий аміак поступає з конденсатора у випарник поступово, по мірі того, як частина рідини у випарнику википає і відсмоктується в абсорбер. Регулюючи вентиль тут не потрібний. Відсутній тут також і насос для перекачування розчину з абсорбера в генератор, тому що внаслідок вирівнювання тисків в цих апаратах рідина може переміщуватися з одного в другий за принципом ємностей, що сполучаються. По мірі викиду міцного розчину з термосифону в генератор нові порції розчину з бачка і абсорбера знову надходять в термосифон. Слабкий розчин, що накопичився в генераторі, переливається у верхню частину абсорбера. В холодильній шафі підтримується температура 2-4°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Схема побутового термоелектричного холодильника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 а - розріз; б - електросхема; 1 - трансформатор Тр; 2 - Блок-теплоперехід; 3 - термобатарея ТБ; 4 -  ребра батареї;

5 - вентилятор; 6 - ізоляція; 7 - дверцята;   8 - полички

 

Термоелемент можна розглядати, як ідеальну холодильну машину. Робочим тілом в ньому є електричний газ (струм). На спаях термоелемента поглинається або виділяється тепло. Термоелектричне охолодження застосовується в побутових холодильниках ТЕХ-40 ("Чайка") із шафою об’ємом 40 л. У задній частині холодильника встановлені 2 термоелектричні батареї 3 з 60 послідовно з'єднаних термоелементів в кожній батареї. Батареї відводять теплоту із шафи через проміжний алюмінієвий блок 2 і віддають його через ребристий радіатор зовнішньому повітрю, яке  продувається вентилятором 5 вздовж задньої стінки шафи. Радіатор має 18 алюмінієвих ребер товщиною 2 мм із кроком 4 мм.

Термобатарея ТБ одержує живлення від трансформатора Тр за схемою двох напівперіодного випрямляча, який складається із двох германієвих діодів Д1 і Д2, дроселя Др і конденсатора С.  Схемою передбачена автоматична підтримка температури в шафі від 2 до 5°С за допомогою реле температури РТ (типу ТРХ-2А) і теплове реле ТР (біметалічна пластина), які вимикають холодильник при температурі радіатора більше 70°С.

При вмиканні холодильника кнопкою К спрацьовує проміжне реле 2Р. Контактом 2Р₁ воно встає на саможивлення, а контактом 2Р₂ вмикає двигун вентилятора ДВ і підготовляє ланцюг ІP для автоматичної роботи. При підвищенні температури в шафі РТ вмикає ІP. Контакт 1Р₁ розімкнеться, а контакт 1Р₂ замкнеться, тобто  вмикаються обидві секції трансформатора. Термобатарея працює на повну потужність (73 Вт). При досягненні t = 2°С РТ відключає ІP. При цьому контакт 1Р₁ відключає одну секцію трансформатора, а через із lP₂ живиться тільки одна секція. Холодопродуктивність батареї вдвічі зменшується, і температура в шафі зростає до 5°С.

Переваги холодильника: простота будови, відсутність робочого тіла, безшумність роботи, компактність. Недоліки: великі витрати електроенергії, висока вартість батарей.

 

Питання для самоперевірки:

1. Яке призначення капілярної трубки?
2. Які є прилади автоматики і для чого вони  встановлені в побутовому компресійному холодильнику?
3. Яка функція абсорбера в абсорбційному холодильнику?
4. Яні холодоагенти використовують для роботи в абсорбційних холодильниках?
5. Що таке термоелектричний ефект?
6. Яким чином в термоелектричному холодильнику підтримується необхідна температура охолодження?
7. Які переваги і недоліки різних типів побутових холодильників?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Схема холодильного прилавку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - терморегулюючий вентиль в кожусі; 2 - реле температури; 3 – стіл; 4 – дверцята; 5 - касовий ящик; 6 – опора; 7 - холодильний агрегат; 8 - піддон для накопичення талої води; 9 - решітка   для гільз з морозивом; 10 - холодильна камера; 11 – випарник; 12 - теплоізоляція

 

Холодильний прилавок складається з холодильної камери і машинного відділення, на які встановлений стіл з нержавіючої сталі. В холодильній камері розташовані 4 стандартні гільзи з морозивом. Холодильна камера являє собою металеву коробку, до чотирьох вертикальних стінок якої зовні прикріплений змійовиковий випарник з мідних трубок. Холодильна камера зверху закрита засувними дверцятами. Зовнішня поверхня секції виконана з тонколистової сталі, пофарбованої білим кольором. Між зовнішнім і внутрішнім корпусами прокладений шар термоізоляції (пінопласт). Машинне відділення з трьох боків закрите знімними решітками. В ньому встановлений холодильний агрегат, прилади автоматики і електрообладнання. Над машинним відділенням розташований касовий ящик, який  висувається в бік продавця. Для зупинки і запуску холодильного агрегату на передній панелі секції є тумблер.

Холодильний прилавок працює за типовою схемою холодильної компресорної машини.

Холодильні прилавки призначені для одночасного зберігання заморожених продуктів в торгівлі та одночасної демонстрації товару покупцям через прозорі розсувні дверцята.

 

 

 

 

 

5. Схема холодильної вітрини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-теплоізоляція; 2-бак для талої  води; 3-огородження випарника; 4-випарник прилавку; 5-термометр; 6–вітрина; 7-скляне огородження вітрини; 8-розсувні дверцята; 9-робочий стіл; 10-випарник вітрини; 11-полиця; 12-терморегулюючий вентиль; 13-прилавок ;14-теплообмінник; 15-дверцята прилавку

 

Холодильні вітрини випускають 3 видів: для торгівлі з продавцем, для магазинів самообслуговування і комбіновані. Вітрини виготовляють з одним або декількома рядами полиць (ярусів) за висотою. Тому вони бувають одно-, двох- і трьохярусними. За температурою вітрини бувають з плюсовою температурою для охолоджених-продуктів і низькотемпературні для заморожених продуктів. Більшість вітрин виконані за одним принципом. Основою є каркас, обшитий металевими листами, між обшивкою вкладають теплоізоляцію. Зверху вітрини перекривають полицями. Передня стінка вітрин виготовляється з нахиленого скла. В столі вітрини монтується холодильний агрегат. Прилавок-вітрина ПВ-Б має двохярусну вітрину. В ній підтримується температура 6-8°С на нижньому ярусі і 10-12°С на верхньому. Випарник розташований під робочим столом для вітрини, а випарник для прилавку змонтований на його передній стінці. В прилавку на боковій стінці розташоване ТРВ і регенеративний теплообмінник. Температура повітря у прилавку 3-5°С

Холодильні вітрини призначені для нетривалого (протягом робочого дня) зберігання охолоджених і заморожених продуктів і демонстрації їх покупцям. Вони працюють за типовою схемою компресійної холодильної машини, але охолодження конденсатора може здійснюватися примусовою конвенцією повітря за допомогою вентилятора.

 

 

6. Схема холодильної шафи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – піддон; 2 – гумова трубка; 3 – ємність для талої води;

ГК – герметичний компресор; ДВ – двигун вентилятора;

И – випарник; Кд – конденсатор; КТр – капілярна трубка;

ЛР – лінійний ресивер;

Більшість холодильних шаф охолоджується вмонтованим герметичним агрегатом. Для живлення випарника И замість ТРВ часто застосовують капілярну трубку КТр Але при наявності лінійного ресивера ЛР зменшення рідини у випарнику не викликає переповнення конденсатора і збільшення в ньому тиску. Автоматичну роботу шафи зручно прослідкувати за електросхемою. Для пуску машини вмикаємо автомат АВ і тумблер ВІ. Якщо температура в шафі вище необхідної, реле температури РТ замикає коло котушки магнітного пускача П (коло керування). Контакти пускача П вмикають двигуни компресора ДК і вентилятора ДВ. Реле температури РТ, вмикаючи і зупиняючи компресор, підтримує в шафі задану температуру (1-3°С). При відкритті однієї з дверцят вимикачі B2 і В3 вмикають в шафі лампочку Л. Для захисту компресора від перегріву реле температури РТК₁ закріплене на кожусі компресора, при температурі 85-95°С розмикає свої контакти і зупиняє компресор. При охолодженні кожуха до 40°С компресор знову  вмикається. Автомат АВ вимикає силове коло при короткому замиканні (якщо струм перевищує номінальний в 12 разів) і при тривалому струмовому перевантаженні електродвигуна (теаловий захист). Для повторного вмикання автомата необхідно через 10-15 хв. після спрацьовування опустити рукоятку вниз, а потім повернути вгору. Для відтаювання випарника на реле температури є кнопка. При натисканні її агрегат вимикається. Вода з випарника стікає у піддоні, і по гумовій трубці 2  в ємність 3. Коли температура випарника підвиситься до 4°С (тобто сніг розтане), реле температури само включить компресор ("напівавтоматичне відтаювання"). Для короткочасної зупинки агрегату краще користуватись тумблером ВІ, а не АВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Схема льодогенератора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Льодогенератор ЛГ-ІОМ

1-бункер; 2-термостат бункера; 3-корпус; 4-ріжуча решітка; 5-ртутний перемикач; 6-випарник; 7-водяний насос; 8-датчик випарника термостата; 9-терморегулюючий вентиль; 10- ванна (насос, поплавок); 11-фреоновий агрегат ФАК.-І,ІЕ; 12-магнітний пускач

 

И – випарник; ДК – двигун компресора; ДВ – двигун вентилятора; ДН – двигун насоса; ДЩ – двигун щупа;Н – насос; ВБ – водяний бачок; К –колектор; ВС – водозбірник; ПР – поплавковий регулятор; ВФ – водяний фільтр; Щ – щуп; ВО, ВР – регулюючі гвинти; Р – важіль; МИ – мікроперемикач; НГ – нагрівна решітка; Б – бункер; С – зливна трубка; З – повітряний забір; РТ – реле температури; ТРВ – терморегулюючий вентиль; ЭМ – електромагнітний вентиль; ФФ – фреоновий фільтр;

Кд – конденсатор; Р – ресивер; КМ – компресор.

 

В громадському харчуванні для отримання харчового льоду широко застосовують льодогенератори. Випарник льодогенератора И з нахиленим сталевим щитом охолоджується фреоновим агрегатом ВСр400 -ІБ з однофазним герметичним компресором. Для пуску агрегату вмикають вимикач B1  і повертають вимикач В2  в режим "РОБОТА". При температурі вище 0°С контакти реле температури РТ замкнуті і реле Р1 контактом Р1 вмикає двигуни компресора ДК (за допомогою пускового реле Р2 ,як у домашнього холодильника), вентилятора ДВ, насоса ДН і щупа ДЩ. Насос Н забирає воду з водяного бачка ВБ і через колектор К подає її на верхню частину випарника. Вода, стікаючи по сталевій плиті, поступово заморожується тонким шаром. Вода, що не замерзла, стікає в нахилений водозбірник ВС і повертається у водяний бачок.

При зменшенні води у бачку внаслідок утворення льоду поплавковий регулятор ПР відкривається і свіжа вода через фільтр ВФ надходить у бачок. Над випарником знаходиться щуп Щ, який помалу обертається двигуном ДЩ. Із збільшенням товщини льоду щуп починає торкатися до льоду, викликаючи погойдування двигуна ДЩ відносно вісі 0, поки гвинт ВР не натисне на важіль Р, звільнивши кнопку мікроперемикача МИ. В електросхемі контакт МИ розімкнеться, а другий контакт ДН вимкнуться. Двигун компресора ДК продовжує працювати, а контакт Ш вмикає електромагнітний вентиль ЭМ, через який стиснута гаряча пара надходить у випарник. Лід підтаює і пластом, сповзаючи з випарника, попадає на верхні повздовжні струни ріжучої решітки (нагрівник Нг) і ріжеться на смуги. Смуги потрапляють на нижній ярус струн (поперечних), ріжуться на квадратні пластини і надають у бункер Б. Вивертаючи гвинт ВО, розташований на важілі двигуна ДЩ, можна змінювати товщину отриманого льоду від 8 до 16 мм.

Після початку відтаювання і зупинки насосу вода, що залишилась у випарнику і водостоці, зливається в бачок і, переповнюючи його, по зливній трубці С виходить в каналізацію. Трубка С виконана у вигляді сильфона (вода; зливаючись, створює у трубці вакуум). Тому з бачка додатково виходить частини води поки рівень її не стане нижчим точки забору 3 (в трубку попадає повітря, і злив припиняється). Зниження рівня у бачку компенсується додаванням свіжої води, яка надходить через фільтр Вф  і поплавковий регулятор IIP. Такий пристрій дозволяє видаляти воду, насичену солями, після циклу утворення льоду. Використання цієї води в послідуючому циклі наморожування дало б не прозорий лід (гіршої якості).

Після декількох циклів бункер, наповнюється льодом (біля 25  кг) і реле температури РТ розмикав коло 5-6 проміжного реле Р1, яке контактом Р1 вимикає льодогенератор. Після вивантаження льоду трубка РТ нагрівається і знову вмикає льодогенератор у роботу. В режимі "МИЙКА" контакти, перемикача В2 розмикаються і працює  тільки один насос.

 

 

 

8.Схема фрізера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, 25 - реле температури, що контролюють режим приготування морозива; 2, 26 - реле температури, що контролюють режим зберігання готового морозива; 3, 28- резервуари для затоки рідкої суміші; 4, 10-випарники; 5, 27 - шнеки; 6, 11 - циліндри; 7, 12 - дозатори; 8, 14 - терморегулюючі вентилі; 9, 13 - соленоїдні вентилі; 15 - фільтр-осушувач; 16 - теплообмінник; 17 - ресивер; 18 - електродвигун вентилятора; 19 - конденсатор; 20 - електродвигун компресора; 21 - компресор; 22 - реле низького тиску; 23 - реле високого тиску; 24, 29 -. електродвигуни    приводу    шнеків.

 

В ресторанах, кафе, їдальнях, барах і буфетах для виготовлення м'якого морозива з рідкої суміші використовують фризери EF101/2 і EFІІ1/1, що поставляють із Німеччини.

Фризер EF101/2 має один циліндр, фризер EFІІ1/1- два циліндра, що дозволяє приготувати морозиво двох сортів.

У верхній частині фризера EFІІІ/1 розташовані панель керування і блок готування морозива. У машинному відділенні, яке розміщене в нижній частині фризера, перебувають холодильний агрегат з конденсатором повітряного охолодження, електродвигуни приводу шнеків циліндрів і прилади.

У резервуар місткістю 5 л заливають рідку суміш, що через клапан, який розташований у нижній частині резервуара, зливається в циліндр. Холодильний агент  кипить  у   випарнику, який утворився за допомогою циліндра і зовнішньої оболонки. Шнек спочатку збиває суміш, а потім знімає морозиво з поверхні циліндра й пересуває його вбік дозатора. Тривалість приготування морозива 10-15 хв. Морозиво відпускають за допомогою дозатора. При опусканні лівого важеля дозатора морозиво видавлюється з лівого циліндра, при натисканні на правий важіль - із правого.

Реле температури 1Тр і 3Тр, що управляють холодильною машиною й шнеками при роботі фризера в режимі приготування й відпустку морозива, налаштовані на розмикання контактів при температурі поверхні циліндра -19°С, на замикання - при -18°С. При відпустці морожений шнек працює без зупинки. Реле температури 2Тр і 4Тр управляють фризером у режимі зберігання морозива. Вони відрегульовані на розмикання контактів при -14°С, на замикання при - 10°С.

При розмиканні контактів одного з реле температури (наприклад, 1Тр) закривається соленоїдний вентиль 1СВ і подача холодильного агента в перший випарник припиняється. Якщо потім розімкнуться контакти реле температури 3Тр, закриються соленоїдний вентиль 2СВ і реле низького тиску РДН, настроєне на вимикання при надлишковому тиску 0,08 Мпа (0,8 кгс/см²), то зупиниться холодильний агрегат. Контакти реле низького тиску РДН замикаються при тиску 0,15 Мпа (1,5 кгс/см²).

Реле високого тиску РДВ відключає агрегат при тиску в конденсаторі 1,24 Мпа (12,4 кгс/см²) і включає при зниженні тиску на 0,3 Мпа (3 кгс/см2).

Терморегулювальний вентиль підтримує температуру кипіння холодильного агента -24°С.

Перед кожним пуском у роботу фризер піддають санітарній обробці, Для цього включають перемикач "Мийка" (працюють тільки шнеки). Через резервуари в циліндри заливають теплу воду (температура не вище +60°С) і додають бактерицидний розчинник. Через 5-8 хв. із циліндрів розчин зливають за допомогою дозатора. Потім циліндр промивають чистою водою.

Холодильна машина працює на фреоні-12. Норма його зарядки в систему 6 кг. Кількість мастила  в машині 0,62 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питання для самоперевірки:

1.     Які є види торгівельного холодильного обладнання і для чого воно призначене?

2.     Поясніть будову холодильних вітрини?

3.     Поясніть принципи дії холодильної шафи?

4.     Які здійснюється відтаювання випарника:

-         в холодильній шафі;

-         в холодильній камері?

5.     Чому в холодильній камері встановлено два холодильних агрегати?

6.     З яких вузлів складається льодогенератор?

7.     Як здійснюється процес виготовлення харчового льоду?

8.     Які функції в льодогенераторі автоматизовані?

9.     Як здійснюється процес виготовлення морозива у фризері?