Меню

Как устроен холодильный шкаф



Устройство холодильного оборудования

Сведения об основных принципах устройства холодильного оборудования помогут Вам использовать его возможности наиболее полно, при этом сохранив его работоспособность на долгое время.

Устройство наибольшего количества холодильных машин базируется на компрессионном цикле охлаждения, основными конструктивными элементами которого являются — компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (терморегулирующий вентиль или капиллярная трубка), соединенные трубопроводами и представляющие собой замкнутую систему, в которой циркуляцию хладагента (фреона) осуществляет компрессор. Кроме обеспечения циркуляции, компрессор поддерживает в конденсаторе (на линии нагнетания) и высокое давление, порядка 20-23 атм.

Охлаждение в холодильной машине обеспечивается непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре. Парообразный хладагент всасывается компрессором, и подается в конденсатор, давление хладагента повышается до 15-20 атм., а его температура повышается до 70-90?С.

Проходя через конденсатор, горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, т. е. переходит в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо воздушным, либо с водяным охлаждением — в зависимости от типа холодильной системы.

На выходе из конденсатора хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается несколько ниже температуры конденсации. Переохлаждение в конденсаторах с воздушным охлаждением обычно составляет примерно 4-7?С. При этом температура конденсации примерно на 10-20?С выше температуры атмосферного воздуха.

Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока, где давление смеси резко уменьшается — часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости. Жидкость кипит в испарителе, забирая тепло у окружающего воздуха, и вновь переходит в парообразное состояние.

Размеры испарителя выбираются таким образом, чтобы жидкость в нем полностью улетучилась. Поэтому температура пара на выходе из испарителя оказывается выше температуры кипения — происходит так называемый перегрев хладагента в испарителе. В этом случае даже самые маленькие капельки хладагента, и в компрессор не попадает жидкость.

Следует отметить, что в случае попадания жидкого хладагента в компрессор — так называемого гидравлического удара — возможны повреждения и поломки клапанов и других деталей компрессора. Для конденсаторов с воздушным охлаждением величина перегрева составляет 5-8?С. Перегретый пар выходит из испарителя, и цикл возобновляется.

Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот. Несмотря на то, что существует много типов компрессионных холодильных машин, принципиальная схема цикла в них практически одинакова.

Опишем устройство отдельных агрегатов, узлов и деталей холодильного оборудования:

АГРЕГАТ

Холодильный агрегат состоит из следующих основных деталей и узлов: компрессора, ресивера, конденсатора, испарителя, терморегулирующего вентиля (ТРВ), осушительного патрона.

Холодильные агрегаты выпускаются на базе герметичных, экранированных, полугерметичных и сальниковых компрессоров. По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных агрегатах, делятся на две основные категории: поршневые и ротационные, спиральные, винтовые.

Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения пластин, спиралей и винтов.

В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Такие компрессоры широко используются в холодильных машинах малой и средней мощностей и в бытовых кондиционерах. Преимуществом герметичных агрегатов является их относительно невысокая стоимость и меньший уровень шума. Недостатком является невозможность ремонта компрессора даже при незначительных повреждениях, например, при выходе из строя клапана.

В экранированных компрессорах статор электродвигателя вынесен из фреономасляной среды. Агрегаты данного типа менее чувствительны к наличию влаги в холодильном контуре и, что немаловажно, позволяют все работы по монтажу и замене статора электродвигателя компрессора при его сгорании производить на месте эксплуатации, не нарушая герметичности всей системы.

В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином разборном корпусе. Эти компрессоры производятся различной мощности, что позволяет использовать их в агрегатах средней и большой мощности. Преимуществом является возможность ремонта и надежность в работе, недостатком — высокая по сравнению с герметичными компрессорами цена, повышенная шумность и необходимость технического обслуживания.

В сальниковых компрессорах электродвигатель расположен снаружи. Вал компрессора через сальники выведен за пределы корпуса и приводятся в движение электродвигателем с помощью ременной передачи. Такая конструкция способствует повышенной утечке хладагента через сальниковые уплотнения и требует регулярного технического обслуживания.

В настоящее время агрегаты на базе сальниковых компрессоров для торгового оборудования практически не выпускаются. Преимуществ в конструкциях с сальниковыми компрессорами на данный момент нет, ремонт подобных холодильных машин отличается невысокой надежностью.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, который передает тепловую энергию хладагента окружающей среде. В холодильных агрегатах для торгового оборудования чаще всего применяют конденсаторы воздушного охлаждения. По сравнению с конденсаторами водяного охлаждения, они экономичнее в работе и проще в эксплуатации.

Конденсатор может быть смонтирован на раме агрегата или быть установленным отдельно от него. Преимущество выносного конденсатора заключается в том, что он менее требователен к температуре воздуха в машинном отделении и практически не требует дополнительной вентиляции в машинном отделении.

Читайте также:  Как накачать трицепс от скамьи

Как правило, воздушный конденсатор для холодильных или морозильных камер устанавливается на открытом воздухе. Но, несмотря на преимущество выносного конденсатора, при работе холодильной установки в зимний период есть определенные проблемы:

  • возможность повреждения компрессора при пуске;
  • опасность попадания жидкого хладагента в компрессор;
  • обмерзание теплообменника при длительной работе;
  • уменьшение холодопроизводительности.

Для устранения этих причин используется дополнительный комплект автоматики: реле давления или регулятор скорости вращения электродвигателя, дифференциальный клапан, обратный клапан и регулятор давления конденсации.

Ресивер

Ресивер – резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины, а также для охлаждения газа и отделения капель масла и влаги.

Испаритель— это аппарат, в котором жидкий хладагент кипит при низком давлении, отводя тепло от охлаждаемых объектов (продуктов). Чем ниже давление, поддерживаемое в испарителе, тем ниже температура кипящего хладагента. Температуру кипения, как правило, поддерживают на 10—15°С ниже температуры воздуха в камере. Температура воздуха в камере зависит от вида охлаждаемого продукта. Испаритель может быть расположен непосредственно в охлаждаемом объеме (камере, шкафе) или находиться за его пределами.

В соответствии с этим по назначению различают испарители для непосредственного охлаждения среды и испарители для охлаждения промежуточного хладоносителя (вода, рассол, воздух, и др.). Конструкция испарителя зависит от вида охлаждающей среды, необходимой холодопроизводительности, свойств самого хладагента. Как правило, это пластинчатые теплообменники с медными или алюминиевыми трубками и ребрами из алюминия, меди или оцинкованной стали.

Терморегулирующий вентиль

Терморегулирующий вентиль (ТРВ)устанавливается в магистраль нагнетания перед испарителем и обеспечивает заполнение испарителя жидким хладагентом в оптимальных пределах. Избыток хладагента в испарителе может привести попаданию в компрессор жидкой фазы хладагента, что приведёт к поломке компрессора. Недостаток хладагента в испарителе резко снижает эффективность работы испарителя.

Осушительный патрон

Осушительные патроны предназначены для очистки циркулирующего по системе холодильного агрегата хладагента от механических частиц и влаги. Часто осушительные патроны используют для понижения кислотности среды внутри системы холодильного агрегата. Осушительные патроны могут устанавливаться как на магистрали нагнетания, так и на стороне всасывания.

ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ

Воздухоохладитель — аппарат для охлаждения воздуха внутри охлаждаемого объема. Состоит из испарителя и вентилятора (вентиляторов). Вентилятор прогоняет охлаждаемый воздух через испаритель и направляет на охлаждаемые продукты.

МОНОБЛОК

Машина холодильная моноблочная (моноблок) предназначена для создания искусственного холода в торговом холодильном оборудовании. Особенностью моноблока является то, что он не требует монтажа отдельных узлов на месте эксплуатации, а просто монтируется на холодильной камере. В отличие от сплит-систем, моноблок обладает меньшей стоимостью при одинаковых параметрах.

ТЕРМОСТАТ

Это устройство для отключения и включения компрессора, с целью поддержания определенной температуры в охлаждаемом объеме. Электронные термостаты основаны на принципе термопары, где электронное устройство — в зависимости от сопротивления температурного датчика — управляет временем работы компрессора.

Электромеханические термостаты работают на принципе расширения сильфонной гармошки, заполненной хладагентом. При охлаждении давление внутри сильфона понижается, сильфонная гармошка сжимается и контакты, через которые питается компрессор, размыкаются. При нагревании все происходит в обратной последовательности.

ХЛАДАГЕНТЫ

Хладагенты — это рабочие вещества паровых холодильных машин, с помощью которых обеспечивается получение низких температур.

Хладон-12 (R-12) имеет химическую формулу CHF2C12 (дифтордихлорметан). Он представляет собой газообразное бесцветное вещество со слабым специфическим запахом, который начинает ощущаться при объемном содержании его паров в воздухе свыше 20%. Хладон-12 обладает хорошими термодинамическими свойствами

Хладон-22 (R-22) , или дифтормонохлорметан (CHF2C1), так же как и хладон-12, обладает хорошими термодинамическими и эксплуатационными свойствами. Отличается он более низкой температурой кипения и более высокой теплотой парообразования. Объемная холодопроизводительность Хладона-22 примерно в 1,6 раза больше, чем Хладона-12.

Источник

Пособие по холодильному оборудованию

Содержание

1. Основные термины и определения

Хладопроизводительность — это количество тепла, которое холодильная установка способна отвести от охлаждаемой жидкости. Именно это является важнейшим показателем, отражающим эффективность работы холодильного агрегата и влияет на его стоимость, поэтому при выборе того или холодильного оборудования необходимо главным образом обращать внимание на хладопроизводительность данного агрегата. Хладопроизводительность рассчитывается при подборе агрегата и может варьироваться от нескольких единиц, до нескольких тысяч кВт.

Хладагент – рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе изотермического расширения отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации (воде, воздуху и т. п.). Ранее в холодильных машинах чаще всего использовался фреон, однако сейчас его заменяют альтернативными веществами, так как он наносит вред экологии.

Мощность – это количество холода, вырабатываемого агрегатом за единицу времени. Низкотемпературное оборудование, как правило, обладает большей мощностью, чем средне-температурное, однако не всегда. Чем больше мощность, тем быстрее холодильный агрегат вырабатывает необходимую температуру и точнее корректирует последующую работу холодильной машины при изменении условий окружающей среды.

Площадь выкладки – это пространство, предусмотренное для размещения товара, который видит покупатель. Чем больше соотношение площади выкладки и общей площади торгового оборудования, тем лучше. Например: площадь выкладки в данном случае состоит из полки внутри застеклённой витрины и небольшой верхней полки, находящейся снаружи. Глубина выкладки при этом составляет 775 мм (585 + 190) при истинной глубине витрины 795 мм. Площадь выкладки несомненно увеличивается, если витрина является многоярусной, однако и в этом случае надо помнить, что если между ярусами будет слишком маленькое расстояние, или они все полки будут одной длинны, то они будут перекрывать товар, размещённый на нижних полках.

Читайте также:  Как сделать своими руками скамью для упражнений

Энергопотребление – это количество электроэнергии, потребляемой холодильной машиной. Существуют различные показатели энергопотребления – сколько электричества агрегат потребляет в сутки, в неделю, в год, или на единицу товара. Этот параметр является крайне важным при выборе холодильного оборудования и типа холодильного агрегата (выносного или встроенного), так как энергозатраты на эксплуатацию данного оборудования могут существенно варьироваться.

Температура внешней среды так же играет немаловажную роль при выборе холодильного оборудования. Это происходит так как хладагент в процессе работы через стенки трубок постоянно соприкасается с внешней средой (воздухом). В результате термообмена и идёт охлаждение воздуха, однако, если температура окружающей среды не соответствует положенной, то хладагент не успевает пройти весь цикл преобразований из жидкого состояние в газообразное, что приводит к ухудшению работы холодильного оборудования, или его поломке. Исходя из этого параметра, холодильное оборудование может быть предназначено для установки только в помещении, или на улице.

2. Принцип работы холодильного оборудования

Холодильный агрегат представляет собой закрытую цикличную систему, целью которой является охлаждение воздуха. Главными составными частями являются испаритель, компрессор, ресивер и конденсатор. Между собой эти элементы связаны соединительными трубками, внутри которых находится хладагент (вещество, которое, благодаря своей теплопроводности и способности легко переходить из одного состояния в другое, отнимает тепловую энергию охлаждаемого вещества и передает ее окружающей среде).

Компрессор вытягивает газообразный хладагент из испарителя и направляет его в конденсатор, где он быстро остывает под действием прохладного воздуха, нагнетаемого вентиляторами, и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло. На следующем этапе, в ресивере, хладагент накапливается. В силу высокой теплопроводности, когда вещество попадает в испаритель, оно закипает и превращается в пар, тем самым, забирая тепло из окружающего его воздуха. Именно на этом этапе агрегат вырабатывает холод. Парообразный хладагент затем так же, под действием компрессора попадает в конденсатор.
Таким образом, холодильный агрегат вырабатывает как холод, так и тепло. Это крайне важно, когда речь идёт о выборе выносной или встроенной холодильной установки.

Для больших помещений (от 100 м²) нередко используются выносные агрегаты, включающие в себя автономный компрессор, испаритель и конденсатор. Они устанавливаются в отдельном помещении вне торгового зала и при помощи специальных труб поставляют холодный воздух непосредственно в холодильные машины. Так как холодильный агрегат вынесен за пределы торгового зала это, во-первых, позволяет увеличить площадь выкладки, так как не занимает место непосредственно внутри холодильного оборудования, во-вторых, не производит никакого шума. К тому же каждый холодильный агрегат вырабатывает тепло в окружающую среду. Чем больше холодильных агрегатов находятся в помещении, тем острее возникает вопрос об охлаждении, кондиционировании данного помещения, тем самым это требует больших затрат энергии. Выносной агрегат позволяет избежать данной проблемы, так как всё тепло, вырабатываемое данной установкой, естественным путём выходит за пределы помещения. К тому же выносной холодильный агрегат, вырабатывающий холод для нескольких холодильных машин значительно более экономичен с точки зрения энергопотребления. Однако есть и некоторые недостатки – обслуживание и устанавливка выносной системы генерации холода – это достаточно трудоёмкий процесс, который может выполнить только специалист.

Для небольших помещений (менее 100 м²) больше подходит оборудование со встроенным агрегатом. Эксплуатация и установка оборудования со встроенным холодильным агрегатом значительно проще, чем оборудование с выносным холодом и не требует дополнительного помещения вне торгового зала. Недостатками в данном случае является шум, производимый агрегатом, и сокращение площади выкладки из-за расположения блока агрегата непосредственно внутри холодильной машины. При большом количестве холодильных машин со встроенным агрегатом возникает вопрос об устранении тепла, которое они вырабатывают при работе. Таким образом, оборудование со встроенным агрегатом значительно менее экономично, чем холодильные машины с выносным холодом.

3. Основные виды торгового холодильного оборудования

3.1 Холодильные витрины предназначены для продажи продуктов питания в охлаждённом виде: холодильные средне-температурные витрины для продажи колбас и сыров, а морозильные витрины — для продажи замороженных полуфабрикатов. Витрина может быть как одноярусной (состоит из одной демонстрационной полки, иногда — «холодильный прилавок»), так и многоярусной (на стойках располагаются несколько демонстрационных полок для размещения товара, иногда — «горка»).

Вид витрин Температурный режим Назначение
Низкотемпературная витрина от 0°С до -6°С
от 0°С до -18°С
Кратковременная демонстрация замороженных продуктов: пельмени, мороженое, сливочное масло;
Демонстрация продуктов глубокой заморозки: мясные продукты, полуфабрикаты;
Комбинированная витрина от +6°С до -6°С Демонстрация как замороженных, так и незамороженных продуктов;
Среднетемпературная витрина от +1°С до +7°С Демонстрация незамороженных продуктов: молочных продуктов, сыров, салатов, колбасных изделий, напитков, кондитерских изделий.

В магазинах самообслуживания нередко используются открытые морозильные витрины для непосредственного доступа покупателя к товару. Для поддержания постоянной температуры в морозильной витрине производится постоянная циркуляция воздуха, которая осуществляется принудительным или естественным образом. При естественной циркуляции воздуха, он опускается на продукты из испарителя, что не может гарантировать равномерное распределение температуры в витрине. При принудительной циркуляции работают вентиляторы. Преимущество заключается в равномерном охлаждении продуктов, однако появляется вероятной того, что продукты будут заветрены.
Зачастую холодильные витрины оснащены накопителем. Он может располагаться как с внутренней стороны (магазины с классической выкладкой), так и с внешней (магазины самообслуживания).

Отдельную группу представляют собой кондитерские холодильные витрины. Их принципиальное отличие от других холодильных витрин заключается в большом количестве прозрачных полок. Это обусловлено необходимостью в большой площади выкладки, которая необходима, когда речь идёт о демонстрации кондитерских изделий. В данном типе витрин используется исключительно естественная циркуляция воздуха, так как принудительная может привести к заветриванию товара.

Стандартные размеры холодильных витрин:

  • Высота—1250 мм;
  • Ширина—1300\1600\1900 мм;
  • Глубина—1080 мм.

3.2 Холодильные шкафы — это вертикальные средне-температурные охлаждаемые шкафы для хранения и демонстрации продуктов и напитков. Для демонстрационных залов используются шкафы со стеклянной дверью, для производственных помещений могут быть использоваться глухие металлические двери. Шкаф может содержать одну или две створки двери, открывающиеся наружу, либо сдвигающиеся в сторону. Так же двери могут быть оснащены замками для предотвращения хищений. Так же холодильный шкаф содержит несколько съёмных полок, количество которых зависит от необходимости и габаритов товаров.

Стандартные размеры холодильных шкафов:

  • Высота—1285⁄1985⁄2070 мм;
  • Ширина—600 мм;
  • Глубина—625 мм.

3.3 Морозильные лари — это морозильники горизонтального типа, которые применяются для заморозки и хранения различных продуктов при температуре от -9°С до -24°С градусов. Также существуют морозильные лари низкотемпературные (-43°С) и средне-температурные (холодильные лари) (0..+10°С). Морозильные лари могут быть со стеклянной крышкой для демонстрации товара и с глухой крышкой, используемые в производственных помещениях.

Стандартные размеры морозильных ларей:

  • Высота—720 мм;
  • Ширина—1800⁄2100 мм;
  • Глубина—960 мм.

3.4. Бонеты — это тип ларей, предназначенный для хранения и демонстрации замороженной продукции. Отличие бонет от морозильных ларей заключается в том, что они не оснащены крышками, что делает свободным доступ покупателей к продуктам.
Различают бонеты с суперструктурой и без. Суперструктуру часто также называют «надстройкой». Это приспособление служит для увеличения площади выкладки и крепится над бонетой в виде нескольких дополнительных ярусов.

Существуют два типа бонет:

  • Среднетемпературные (от +1°C до +10°C) – для хранения незамороженной продукции (напитки, свежее мясо, рыба);
  • Низкотемпературные (от -18°C) – для хранения продуктов глубокой заморозки (пельмени, мороженое, замороженные продукты).

Стандартные усреднённые размеры сходны с размерами морозильных ларей:

  • Высота—720 мм;
  • Ширина—1800⁄2100 мм;
  • Глубина—960 мм.

3.5. Холодильная камера — это модульная конструкция из сэндвич-панелей с охлаждением при помощи моноблока или сплит-системы. Так как холодильный агрегат является выносным, то цена на холодильную камеру может варьироваться как от типа предполагаемых продуктов хранения, так и от степени подготовленности предполагаемого расположения данной конструкции.

Предназначением холодильной камеры является поддержание более низкой температуры, относительно окружающей среды. Своё применение она широко нашла в крупных магазинах, предприятиях, местах общепита для хранения продуктов, так же нередко используется в цветочных магазинах, аптеках. Холодильные камеры оснащены глухими или стеклянными дверьми, которые могут быть распашными, откатными, или контейнерными.

Классифицируют два основных типа холодильных камер:

  • среднетемпературные (+5°С. -5°С) – подходят для хранения цветов, лекарств, фруктов, овощей, незамороженных продуктов;
  • низкотемпературные (-15°С. -25°С) – подходят для хранения продуктов глубокой заморозки.

За счёт выносного агрегата холодильные камеры считаются очень экономичными, так как потребляют не так много энергии, как холодильные машины со встроенным холодильным агрегатом. Однако они более прихотливы в обслуживании и требуют регулярной сервисной поддержки.

Стандартные усреднённые размеры сходны с размерами морозильных ларей:

  • Высота—2200 мм;
  • Ширина—1960⁄2560 мм;
  • Глубина—1360⁄1960 мм;

3.6. Моноблок представляет собой готовый к применению холодильный агрегат для модульной холодильной камеры малого и среднего объёма (до 1000 л), предназначенный для работы в помещении при температуре окружающей среды от 0 до 32 градусов по Цельсию.

Моноблок целиком вставляется в отверстие камеры, специально вырезанное под данный агрегат. Герметичность помещения достигается при помощи термоизолированной прокладки и силикона. Во внутренней части агрегата располагается испаритель и вентилятора, а в наружной – конденсатор, компрессор и электронный блок управления. В отличие от сплит-системы, моноблок представляет собой единую конструкцию.
Преимущества моноблоков заключаются в том, что их можно устанавливать как во время сборки холодильной камеры, так и после нее. Кроме того, высота расположения агрегата не находится в зависимости от высоты стен, а при необходимости ремонта или установки холодильного оборудования в камеру б/у не требуется разборка потолка.

3.7. Сплит-система представляет собой систему охлаждения воздуха, состоящую из двух блоков: внешнего (компрессорно-конденсаторного агрегата) и внутреннего (испарительного).

Внешний блок располагают вне охлаждаемого помещения: на фасаде здания, на крыше, на открытой лоджии или на балконе, в некоторых случаях (офисные и торговые строения) в общих коридорах и лестничных маршах. Внутренний и внешний блок соединяют между собой с помощью фреоновой и дренажной магистрали, а также электрического соединения.
Так как сплит-система представляет собой два соединённых между собой автономных блока, найти место для её установки значительно проще, чем для моноблока.

Наружный блок сплит-системы состоит из компрессора, конденсатора, капиллярной трубки, 4-х ходового клапана, фильтра-осушителя или ресивера, вентилятора.
Внутренний блок, в зависимости от типа, может располагаться на потолке, полу, стенах или встроен в подвесной потолок.
Сплит-система подходит для использования больших холодильных машин (объём более 1000 л).

Источник