Компрессор – это газовая машина, которая потребляет энергию и совершает работу по сжатию газа. В холодильных машинах РПС распространены поршневые компрессоры.
Рис. 5. Схема поршневого компрессора
Привод коленчатого вала компрессора осуществляется от электродвигателя. Кривошипно-шатунный механизм (4) обеспечивает преобразование вращательного движения коленчатого вала в поступательное движение поршня (3). При движении поршня вниз происходит поступление хладагента в цилиндр (1) через всасывающий клапан (5). При движении поршня вверх происходит сжатие холодильного агента до давления нагнетания, после чего открывается нагнетательный клапан (2). Клапана расположены в головке цилиндра, которая закрывает цилиндр сверху, образуя тем самым рабочую полость цилиндра.
Подвод холодильного агента к компрессору происходит из всасывающего трубопровода. Отвод холодильного агента происходит в нагнетательный трубопровод.
Рис. 6. Теоретический цикл работы компрессора
Теоретический объем всасывания холодильного агента должен соответствовать объему Vh, описываемому поршнем.
Производительность компрессора должна соответствовать массовой производительности испарителя, то есть компрессор в единицу времени должен потребить весь газ, который образовался в испарителе. В свою очередь, производительность конденсатора должна соответствовать подаче компрессора, чтобы обеспечить своевременный процесс конденсации.
При задании массы или объема холодильного агента, поступающего в компрессор, его холодопроизводительность определяется:
Q0 = Gq0 = V= Vqv,
где G – масса;
V – объем;
v1 – удельный объем;
q0 – удельная массовая производительность;
qv – удельная объемная производительность.
Потери компрессора, отличающие его действительный рабочий процесс от теоретического:
1) давление всасывания несколько ниже давления p0. Это связано с преодолением сил трения в испарителе и преодоления усилия всасывающего клапана;
2) давление нагнетания должно быть выше давления pk, поскольку необходимы затраты на преодоление усилия нагнетательного клапана и дальнейшее снижение давления, связанное с гидросопротивлением конденсатора;
3) вредное пространство 1,5 ÷ 4,5 % рабочего объема, в котором остается некоторое количество холодильного агента.
Тепловой расчет производится в следующей последовательности:
1) удельная массовая холодопроизводительность
q0 = i1 – i4 = [кДж/кг];
2) масса
G = = [кг];
3) Vд = GV1 = [м3/ч];
4) по графику находят коэффициент подачи компрессора λ в зависимости от используемого холодильного агента (R12), степени сжатия πk = pk/p0 и типа компрессора (поршневой);
5) Vh = ;
6) теоретическая мощность
Nт = G (i2 – i1);
7) индикаторная (действительная) мощность
Ni =,
где ηi = 0,62 ÷ 0,8;
8) эффективная мощность на валу
Ne =,
где ηмех = 0,84 ÷ 0,96;
Ne = Ni + Nтр;
9) электрическая мощность
Nэл = (1,08 ÷ 1,15) ,
где ηэл = 0,85 ÷ 0,94;
10) Qk = G(i2 – i3), где Qk = Q0 + Ni.
В холодильных машинах РПС применяют поршневые компрессоры.
Классификационные признаки компрессоров:
1) вид хладагента;
2) число степеней сжатия;
3) число цилиндров;
4) расположение цилиндров;
5) направление движения паров хладагента: прямоточные, непрямоточные.
6) тип кривошипно–шатунного механизма: крейцкопфные, бескрейцкопфные;
7) вид привода компрессора;
8) частота вращения коленчатого вала: тихоходные, быстроходные. Тихоходные до 500 об/мин, быстроходные более 500 об/мин.
9) холодопроизводительность: до 3,5 кВт – малые, до 115 кВт – средние, свыше 115 кВт – крупные.
Компрессоры РПС относят к средней группе холодопроизводительности.