Тепловые насосы

Для круглогодичного кондиционирования в южных районах (отопление зимой, кондиционирование воздуха летом) распространение получают мелкие теплонаносные автоматизированные агрегаты (кондиционеры с тепловым насосом) для обслуживания небольших одноквартирных домов и отдельных комнат. Эти установки очень компактны и используют наружный воздух в качестве источника низкой температуры. Реверсирование установки, то есть переход с холодильного режима на теплонаносный осуществляется изменением направления потока рабочего тела. В мелких установках, где в качестве дросселирующего органа служит капиллярная трубка, изменение потока жидкого рабочего тела не вносит каких-либо затруднений в эксплуатацию.

тепловой насос термодинамическая температура

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры относятся к разряду компрессоры объемного действия, в которых процесс сжатия и перемещения паров хладагента происходит в замкнутом пространстве цилиндра с помощью поршня. Поршневые компрессоры применяются в паровых холодильных машинах. По области применения различают стационарные и транспортные насосы. Кроме того, поршневые насосы подразделяют:

1. По сжимаемым в них  хладагентам:

- аммиачные;

- фреоновые (хладоновые);

- универсальные;

2. По величине холодопроизводительности:

- малые (до 14 кВт);

- средние (14…105 кВт);

- крупные (свыше 105 кВт);

3. По числу ступеней  сжатия:

- одноступенчатые;

- многоступенчатые (число  ступеней обычно не превышает  семи);

4. По числу цилиндров:

- одноцилиндровые;

- двухцилиндровые;

- многоцилиндровые (до 16 цилиндров);

5. В зависимости от  кинематической схемы и расположения  цилиндров в плоскости:

- горизонтальные;

- вертикальные;

- угловые;

- V-образные;

- W-образные;

- VV-образные;

- крестообразные;

- звездообразные;

6. По направлению движения  хладагента в цилиндре:

- прямоточные (хладагент  проходит по цилиндру только  в одном направлении);

- непрямоточные (хладагент меняет направление движения, следуя за поршнем);

7. По типу привода:

- с электродвигателем;

- с двигателем внутреннего  сгорания;

8. По конструкции уплотнения  картера:

- сальниковые;

- бессальниковые;

- герметичные и др.

В настоящее время наиболее распространенными являются аммиачные и фреоновые (хладоновые), одноступенчатые, сальниковые и бессальниковые поршневые компрессоры простого действия, вертикальные и V-образные, прямоточные и непрямоточные.

Поршневой компрессор (рис.4.) состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого перемещается поршень 2 с кольцами, всасывающего и нагнетательного клапанов. Поршень в корпусе совершает возвратно-поступательное движение. Преобразование вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма. При движении поршня вправо открывается клапан 3, и жидкость заполняет пространство внутри корпуса. При этом клапан 4 закрыт. При движении поршня влево клапан 3 закрыт, открывается клапан 4, и жидкость выталкивается в нагнетательный трубопровод.

Рис.4. Схема поршневого насоса.

1 - корпус; 2 - поршень; 3 - всасывающий  клапан; 4 - нагнетательный клапан.

Поршневые компрессоры имеют следующие достоинства:

- высокий КПД (до 95 %);

- возможность получения  высоких давлений;

- независимость подачи  от противодавления сети;

- возможность запуска  в работу без предварительного  залива (при использовании в качестве  насосов).

К недостаткам относится:

- громоздкость конструкции;

- невозможность использования  для привода высокоскоростных  электродвигателей из-за сложности  привода через кривошипно-шатунный  механизм;

- сложность регулирования  подачи.

Для поршневых компрессоров предназначенных для транспортных машин большинство деталей изготавливаются из легких материалов и сплавов. Компрессоры автомобильных и железно-дорожных холодильных машин строятся с воздушным охлаждением и поэтому имеют высокую степень оребренности. Не только цилиндры и крышки цилиндров, но и картер имеет ребра.

Работа компрессоров транспортных машин в условиях тряски и вибрации, а также сложность, в ряде случаев и невозможность выполнения ремонта в дорожных условиях вызывают необходимость в значительном увеличении прочности деталей, особенно корпусных, и в повышении общей надежности компрессоров.

Компрессоры используются практически во всех отраслях народного хозяйства. Сжатый воздух как энергоноситель применяется в различных пневматических устройствах на машиностроительных и металлообрабатывающих заводах, в горно-добывающей и нефтяной промышленности, при производстве строительных и ремонтных работ. Компрессоры необходимы в газовой промышленности при добыче, транспортировке и использовании природных и искусственных газов.

В химической промышленности газовые многоступенчатые компрессоры используются в циклах синтеза химических продуктов при высоком давлении. В последнее время сжатый воздух, получаемый от поршневых компрессоров, находит применение в текстильной промышленности как энергоноситель для проведения ткацкого процесса.

В установках умеренного и глубокого холода, а также в газотурбинных установках компрессоры являются органической частью, в значительной степени, определяющей экономичность агрегатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~ ~