Mövzu 1: Giriş. Süni soyutmanın termodinamiki əsasları Fənn müəllimi: dos. Q. M. Allahverdiyeva

Porşenli kompressorlar

Kompressorlar soyuducu qurğular sistemində qaynama temperaturu +5-dən -30C-yə kimi və kondensasiya temperaturu +40C-yə kimi olan hüdudda işləmək üçün nəzərdə tutulur. Bu halda porşenin qovma və sorma təzyiqlərinin fərqi 1,2 MPa və bu təzyiqlərin nisbəti 9-dan yuxarı olmamalıdır.

Kompressorların avtomatik qoruyucuları olurlar: sovurma təzyiqinin artmaması üçün təzyiq relesi, yağlamanın verilməsi dayandıqda yağlama üçün nəzarət relesi, sorma təzyiqi artdıqda temperatur relesi. Kompressorlar iki vakuummetrlə təchiz olunur ki, onlar karterdəki təzyiqə və yağın təzyiqinə nəzarət edirlər. Sorma və qovmaya nəzarət etmək üçün manometr və manovakuummetr üçün yerlər nəzərdə tutulur.

Kompressorun blok-karteri 1 çuqundan tökmə şəklində hazırlanır. Blok-karterdə sorucu və qovucu boşluqlar olur. Burada bağlayıcı ventillər yerləşir. АУ45, АУУ90, 22ФУ45 və 22ФУУ90 kompressorlarında qovucu boşluqlar xarici kollektorla birləşir. Bu da maşının ümumi qızmasını və sorulan buxarın zərərli isinməsini azaldır. Blok-karterdə çarxqolu-sürgüqlu mexanizminə baxmaq üçün yan qapaqları olur.

Ön qapaq yağ nasosunun intiqalının dişli çarxlarına baxmaq üçün, üst qapaq isə kompressorun sorma və qovma klapanlarına baxmaq üçündür. Qapaqların birində yağın səviyyəsinə nəzarət üçün baxış aynası yerləşir. Silindrin üst hissəsində su köynəkləri olur. Dirsəkli val 9 iki dirsəkli, iki dayaqlıdır. Dirsəklər bir müstəvidə 180 bucaq altında yerləşir. Val iki yastıqda dayanır.

Sürgüqolu 1 poladdan hazırlanır. Onun alt başlığında polad içliklər yerləşir. Onlar babbitlə örtülür. Çəp kəsikli üst başlığa bürünc oymaqlar preslənir. Porşenin 2 üst hissəsində iki kipləşdirici yağ sıyıran, alt hissəsində isə bir üzük olur. Bunlar silindrlərin sıxma kamerasından qazın çıxmasının və karterdən silindrə yağın axmasının qarşısını alır. Üzüklər qıfıllı hazırlanır. Sorucu klapan 5 lentlidir, vintlərlə porşenə bərkidilir.

Porşen barmağnın 10 içi boşdur, ox boyunca hərəkətdən onu təsbitedici üzüklər saxlayır. Barmaq və silindrin divarları püskürmə ilə yağlanır.

Süzgəc 12 kompressorun karterində, yağ süzgəci 10 isə kompressorun xaricində kipgəcin altında yerləşir. Qoruyucu klapan kompressorun sorucu boşluğunda qurulur, açılmada təzyiq 1,6 MPa-a, bağlanmada isə 1,5 MPa-a nizamlanır. Qovma boşluğunda təzyiq artdıqda soyuducu agentin buxarları qovma boşluğundan sorma boşluğuna keçir.

Şaquli və V şəkilli ammonyaklı və freonlu kompressorların texniki xarakteristikası cədvəl 1 və 2-də verilmişdir.

Cədvəl 1

Ammonyaklı porşenli bir pilləli düzaxınlı blok karterli kompressorların texniki xarakteristikaları

Göstəricilər	АВ100/1Д	АВ100/3Д	АВ22	АУ45	АУУ90	П110
Soyutma məhsuldarlığı, kCoul/saat: qaynama temperaturu-15C, kondensasiya +30C olduqda	42000	315000				462000
Silindrlərin sayı	2	2	2	4	8	4
Silindrin diametri, mm	150	150	82	82	82	150
Rotorun fırlanma tezliyi, dövr/dəq	960	720				1470
Kompressorun kütləsi	1105	1105	525	745	1335	1050

İki pilləli sıxılan aqreqatlar (АДС) iki ədəd birpilləli rotorunun fırlanma tezliyi 1440…1460 dövr/dəq (aşağı təzyiqli kompressor) olan AB100 (AB22, АУ45, АУУ90) və fırlanma tezliyi 970 dövr/dəq-dən yüksək təzyiqli AB22 (АУ45) kompressorlarla komplektləşir. Aqreqata iki yağayırıcı və bir aralıq çəni daxildir.

Məişət soyuducuları və dondurucularında birsilindrli porşenli germetik kompressorlardan (motor-kompressorlardan) istifadə olunur (şək. 7.3). XKB, ДХ və ФГ tipli kompressorlar R12 və ozon təhlükəsi olmayan soyuducu agentlə işlləyir və elektrik mühərriki ilə bir valda birləşir. ДХ tipli kompressorların çarxqolu-sürgüqolu mexanizmi, üfiqi valı və daxili asqısı, ФГ, XKB tipli kompressorların isə çarxqolu-sürgüqolu mexanizmi, şaquli valı və daxili asqısı olur.

Kompressorun elektrik mühərrikinin işə düşməsi və müdafiəsi rele ilə yerinə yetirilir. ДХ və ФГ tipli kompressorların texniki xarakteristikası cədvəl 3-də verilmişdir.

Cədvəl 2

Freonlu porşenli birpilləli düzaxınlı blok – karterli kompressorların texniki xarakteristikası

Göstəricilər	ФВ6	ФУ40	ФУ40РЭ	ФУУ80	22ФВ22	22ФУ45	22ФУУ90
Soyutma məhsuldarlığı, kCoul/saat: -qaynama temperaturu-15 C, ətraf hava temperaturu +20C olduqda -qaynama temperaturu +5C, soyudan suyun temperaturu +22C olduqda	11970 -	134400 281400	178500 382200	336000 71400	100800 -	201600 -	403200 -
Silindrlərin sayı	2	4	4	8	4	4	8
Silindrlərin diametri, mm	41	82	82	82	82	82	82
Rotorun fırlanma tezliyi, dövr/dəq	1430	970	1450	1460	1440	1440	1440
Freonun kütləsi, kq	10	140	160	315	140…170	300…340	350
Yağın kütləsi, kq	3,4	20	20	30	5	5	35
Kütlə, kq	35	270	270	450	265	515	455

Asqı daxilində olduqda kompressor və elektrik mühərrikinin statoru ümumi silindrik köynəyə yerləşdirilir və vintlərlə çəkilir. Köynək iki tərəfdən metal silindrə qaynaq edilmiş qapaqlarla örtülür.

Elektrik mühərrikinə gərginlik vermək məqsədilə 15 və soyuducu aqreqatı yağla və soyuducu agentlə doldurmaq üçün qapaqların birinə keçid kontaktları və ştuser (və ya doldurma borusu) lehimlənir.

Cədvəl 3

Kompressorların texniki xarakteristikası

Göstəricilər	ДХ-1010	ДХ2-1010	ФГ-0,100	ФГ-0,225
Soyutma məhsuldarlığı, Vt	165	140	116	145
İstifadə olunan güc, Vt	180	160	135	150
Rotorun fırlanma tezliyi, dəq^-1	1450	1450	2920	2920
Silindrin diametri, mm	27	27	21	23
Porşenin gedişi, mm	16	14	14,2	14,2
Həcmi məhsuldarlıq, V10^5, m^3/san	22,2	19,4	12,2	14,4
Kütlə :
yağın, qr	430	430	350	350
kompressorun, kq	14	14	9	9,5

Kompressorun köynəyi çərçivəyə yaylarla asılır. Yaylı asqı soyuducu şkafın silkələnməsini dəf edir, çünki kompressor nə qədər tarazlansa elektrik mühərrikinin işə düşmə və əsasən dayanması zamanı titrəmələr baş verir.

ДХ tipli kompressorlarının əsas hissəsi çuqundan tökülmüş gövdədir. Gövdənin üst hissəsində silindr yerləşir. Onun bir tərəfində altdan dirsəkli valın yastığı, o biri tərəfdən isə qabaq yastığın yuvası yerləşir. Yastıq yuvaya stoporla və qıfıllı üzük ilə bərkidilir. Dirsəkli vala elektrik mühərrikinin rotoru geydirilir. Silindrin yuxarısına isə klapan qurğusu və səsboğanlı başlıq vintlərlə bərkidilir.

Polad başlığın gövdəsi iki kameradan ibarətdir. Sorma kamerası sorucu qısaboru və sorucu səsboğanla köynəklə birləşir. Sorma kamerasının üstündə səsboğanı olur.

Qovma kamerasından çıxan qovucu qısa boru səsboğan silindrlə yəhərdə dairəvi yerləşən deşiklər vasitəsilə birləşə bilər. Yəhər başlığın gövdəsinə preslənir və qovucu klapanla birgə ortasında gövdə ilə pərçim vasitəsilə birləşir. Klapanın hər ikisi lövhəlidir və yüksək karbonlu poladdan hazırlanır.

Kompressorun klapanları aşağıdakı kimi işləyir: porşenin aşağı hərəkətində silindrdə yaranan seyrəkləmə nəticəsində yəhərə dairəvi sıxılan sorucu klapan açılır. Soyuducu agentin buxarları kompressorun köynəyindən sorucu qısa boru və səsboğandan keçərək sorma kamerasına və sonra başlığın yarıqlarından keçərək silindrə daxil olur. Porşenin əks gedişində sorucu klapan soyuducu agentin qovma kamerasına çıxmasına mane olur.

Soyuducu agentin sıxılmış buxarları çevrə boyunca qovucu klapanı qaldıraraq qovma kamerasına daxil olur və oradan isə qovucu qısaboru və səsboğandan keçərək qovucu borucuğa daxil olur.

Sorma və qovma tərəflərində səsboğanın olması kompressorun işi zamanı onun səsini azaldır. Sorma səsboğanı iki, qovma səsboğanı isə dörd kameradan ibarətdir.

Soyuducu agentin buxarları köynəkdən səsboğana iki boru vasitəsilə verilir. Bu hər borunun en kəsiyini azaltmağa imkan verir, bu da səsin azalmasına gətirib çıxarır.

Sorucu, qovucu borular və həmçinin səsboğan silindrin başlığının gövdəsinə mislə lehimlənir.

Kompressorun porşeni poladdan hazırlanır və iki kipləşdirici yarığı olur. Sürgüqolu isə çuqundan hazırlanır. Alt başlıq söküləndir. Sürgüqolunun alt və üst başlıqları iki boltla birləşir. Sürgüqolunun üst başlığına stopor vasitəsilə porşen barmağı bərkidilir.

Dirsəkli val poladdan hazırlanır, iki dayaqlıdır. Arxa ana boynunda ekssentrikli hazırlanmış oymaq olur. Bura yay vasitəsilə plunjer sıxılır. Yarıq rotor, plunjer isə yağ nasosunun pəri kimi xidmət edir.

Kompressorun yağlanması aşağıdakı kimi baş verir. Köynəyin alt hissəsində yerləşən yağ nasosla yağqəbuledici və giriş kanallarından yastığın yarığına verilir. Yağ valın yarığından keçərək qabaq yastığa verilir, eyni zamanda sürgüqolunun alt başlığı yağlanır. Qabaq yastıqdan yağ silindrin yarığına keçir. Poşen hərəkət etdikdə silindirdəki yağ yarıqdan keçərək barmağı yağlayır. Yağ nasosunun normal işləməsi üçün yağqəbuledici həmişə yağın içində olmalıdır.

Daxili asqılı çarxqolu-kulis tipli kompressorların fırlanma tezliyi 50 san^-1-dir. Belə kompressorların üstünlükləri kiçik kütlə və qabarit ölçülərinə malik olması, səsin və titrəmənin az olmasıdır.

Çarxqolu-kulis mexanizmli ФГ-0,100 tipli kompressoru şaquli vallı olaraq qapalı polad köynəkdə 1 yerləşir. Elektrik mühərikkinin statoru boltlarla gövdəyə bərkidilir. Rotor kompressorun valında yerləşir. İş prinsipi: çarxqolu sürgüngəci kulisdə hərəkətə gətirir. Sürüngəc porşenə lehimlənmişdir. Val eyni zamanda mərkəzdənqaçma tipli yağ nasosunun rolunu da yerinə yetirir. Yağ şaquli yarığa daxil olaraq mərkəzdənqaçma qüvvəsinin təsirindən çarxqolunun ana boynunda olan spiralvari yarığa keçir. Səsin azalması üçün sorucu, qovucu və borulu səsboğanlar nəzərdə tutulur.

Germetik kompressorun örtüyü 2 MPa təzyiqdə möhkəmliyini qoruyub saxlamalıdır. İş rejimində kompressorun səs səviyyəsi 43 dBA-dan çox olmamalıdır.

Rotorlu kompressorlar

Soyuduculuq texnikasında əsasən iki tip rotorlu kompresorlardan istifadə olunur: diyirlənən rotorlu-porşenli və fırlanan rotorlu-lövhəli kompressorlar. Rotorlu kompresorların əsas hissələri tərpənməyən silindr-stator, diyirlənən və ya fırlanan porşen-rotor, lövhələr, rotorun intiqal valı və klapanlardan ibarətdir (şək.1).

Diyirlənən rotorlu kompressorun porşen-rotoru silindrin oxuna nəzərən ekssentrik yerləşir və silindrin gövdəsində yerləşən mərkəzi valın ekssentrikinin köməyi ilə işə salınır. Porşenin diametri silindrin diametrindən azdır. Ekssentrik fırlandıqda porşen fırlanmır, silindrin daxili səthi üzrə diyirlənir. Bu zaman oraqşəkilli məsafə yaranır. Silindr və porşen-rotor arasındakı bu məsafə lövhə ilə sorucu və qovucu boşluğa bölünür. Rotor yuxarıya doğru hərəkət etdikdə sorucu boşluq artır. Buxarlandırıcıdan gələn buxar bu boşluğu tədricən doldurur. Bu vaxt rotor qovucu boşluqdakı buxarı sıxaraq kondensatora verir. Ekssentrik valın bir dövründə kompressorun tam iş tsikli, yəni buxarın sorulması, sıxılması, kondensatora qovulması baş verir.

Diyirlənən porşenli РКФ-0,9 kompressoru soyutma məhsuldarlığı 1050 Vt (900 kkal/saat) olan soyuducu qurğular ücün nəzərdə tutulur.

Şək. 1. Rotorlu kompressorların sxemi:

a) diyirlənən rotorlu kompressor; b) fırlanan rotorlu kompressor (lövhəli); 1-silindr, 2-rotor; 3-lövhələr; 4-val; 5-sorucu qısa boru; 6-qovucu qısa boru; 7-yay; 8-qovucu klapan

Eşer Fiss firması (İsveçrə) diyirlənən rotorlu Rotasko tipli kompressorlar buraxır. Bunların soyutma həcmi məhsuldarlığı 10- dan 2800 m³/saata kimidir. Diyirlənən porşenli kompressorlar enerji göstəricilərinə görə müasir porşenli kompressorlara yaxındır. Bu kompressorlar aşağı sürtünmə işi ilə, kiçik qabarit ölçüləri və az metal tutumluluğu ilə fərqlənirlər.

Fırlanan rotorlu kompressorda silindrdə ekssentrik yerləşən rotor-porşen öz oxu istiqamətində fırlanır.

Rotorda radial istiqamətdə yarıqlar olur. Bu yarıqlara sürüşən lövhələr yerləşdirilir. Rotor fırlandıqda onlar mərkəzdənqaçma qüvvəsinin təsiri nəticəsində silindrin səthinə sıxılır. Bunun hesabına buxarın sorulması və sıxılması baş verir, eyni ölçü və fırlanma tezliyində bu kompressorların həcmi məhsuldarlığı diyirlənən rotorlu kompressorların həcmi məhsuldarlığından 2 dəfə yuxarı olur. Lövhəli rotorlu kompressorlar böyük həcmdə buxarı hərəkətə gətirmək üçün çox əlverişlidirlər . Rotorlu kompressorlar hərəkətedici hissələrinin az olması ilə sadə olmaqla, istismarı etibarlıdır.

РАБ-300 ammonyaklı rotorlu kompressorun soyutma məhsuldarlığı Q₀=350000 Vt 300000 kkal/saat, iki pilləli qurğularda alt pillə kimi işlədikdə V_h=530 m³/saatdır. Bu kompressor -60⁰C temperaturda da işləyə bilir.

Mərkəzdənqaçma kompressorları (turbokompressorlar)

Mərkəzdənqaçma tipli kompressorun əsas hissələri gövdə, vala geyindirilmiş işçi pərlər, diffuzor, əks istiqamətləndirici aparatlar, ilbis, yastıqlar, yağlayıcı və kipləşdirici qurğulardan ibarətdir.

Kompressor aşağıdakı kimi işləyir.

Buxarlandırıcıdan buxar sorucu kameraya verilir və oradan fırlanan pərlərlə yaranan kanallara keçir. Mərkəzdənqaçma qüvvəsinin təsiri nəticəsində buxar işçi çarxın kənarlarına verilir, qazın təzyiqi və mütləq sürəti artır. İşçi çarxdan buxar diffuzora verilir. Keçid kəsiyinin böyüməsi nəticəsində diffuzorda qazın sürəti düşür. Burada kinetik enerji potensial enerjiyə çevrilir və qazın təzyiqi artır. Sonra əks istiqamətləndirici aparatın kanalları ilə buxar o biri işçi çarxa tərəf ötürülür. Buxar bir neçə işçi çarxdan keçərək lazımi təzyiqə kimi sıxılır. Bir işçi çarxı, diffuzor və əks istiqamətləndirici aparat kompressorun bir pilləsidir. Axırıncı pillədən sonra ilbis yerləşir. O, buxarın qovucu boru kəmərinə verilməsinə xidmət edir. İlbisdə buxarın sürəti tədricən azalır, statiki basqı isə əlavə olaraq artır.

Kompressorun işçi çarxlar geyindirilmiş valı dayaq yastıqlarında yerləşir. Valın o biri tərəfi örtüyün çıxışında kipgəc vasitəsilə kipləşdirilir. Yastıqlar və kipgəc xüsusi yağ nasosu ilə yağlanır.

Mərkəzdənqaçma kompressorunun pillələrinin sayı bir çarxla yaradılan basqıdan asılıdır. Axırıncı isə öz növbəsində işçi çarxın fırlanma sürətindən, pərlərin formasından və soyuducu agentin fiziki xassələrindən asılıdır. Adətən n=3500…1500 dövr/dəq və xətti sürəti 200…300 m/san olduqda pillələrin sayı 4-dən yüxarı olmur.

İşçi çarxlarının sayı az olan kompressorlarda yüksək molekulyar kütləli və p/p₀ az olan soyuducu agentdən istifaddə olunur. Ağır soyuducu agentlərdən istifadə etdikdə (=/22,4) bir pillədə yaranan sıxılma dərəcəsi artır. Misal üçün çevrə boyunca sürəti u=200 m/san olan çarxda havanı (=29) sıxdıqda bir pillənin sıxılma dərəcəsi =1,3; freon-12 (=121) sıxdıqda isə =2,6…2,8 olur. Freon-12 ilə işləyən kompressorlarda qaynama temperaturu 0-dan 5C-yə kimi və kondensasiya temperaturu t=30C olduqda buxarı bir pillədə sıxmaq kifayətdir, qaynama temperaturu t₀=-40C üçün isə üç pillə tələb olunur.

Kiçik mərkəzdənqaçma kompressorlarında az həcmi soyutma məhsuldarlıqlı q_v soyuducu agentlərdən istifadə etmək sərfəlidir. Bu halda kompressorda sorulan buxarın həcmi və keçid kəsikləri artır, bu da onun faydalı iş əmsalının artmasına səbəb olur.

Göstərilən tələblərə bir çox freonlar cavab verir. Qaynama temperaturu 5-dən -10C-yə qədər olduqda, məsələn, havanın soyudulması və ya istilik nasosları üçün freon-11, freon-113, freon-142-dən istifadə olunur. Daha aşağı temperaturlar üçün -20-dən -30C-yə kimi olduqda freon-114 və freon-21-dən istifadə olunur, -30-dan -60C-yə kimi freon-12, -50-dən -80C-yə kimi freon-22 və -80-dən -120C-yə kimi olduqda freon-13-dən istifadə olunur.

Yüksək faydalı iş əmsalı olan mərkəzdənqaçma kompressorunun işləməsi üçün (n=5000…10000 dövr/dəq) axırıncı pillənin çarxından çıxan buxarın həcmi 800…1000 m³/saat olmalıdır. Bu halda freon-11 istifadə etdikdə mərkəzdənqaçma kompressorunun işi sərfəli olur: freon-11 ilə işlədikdə 200000 kkal/saat; freon-21-də 300000 kkal/saatdan çox; freon-142-də 600000 kkal/saatdan yuxarı; freon- 12-də isə 800000 kkal/saatdan yuxarı.

Porşenlilərlə müqayisədə mərkəzdənqaçma kompressorlarının aşağıdakı üstünlükləri vardır: maşının nisbətən az kütləyə və kiçik qabarit ölçülərinə malik olması, maşının yüksək tarazlığı, tez yeyilən hissələrin olmaması, soyuducu agentdə yağlama materialının olmaması, soyutma məhsuldarlığının geniş hüdudda nizamlanması imkanının olması, çoxpilləli sıxmanın rahatlığı. Göstərilən üstünlüklər soyuducu istehsalında mərkəzdənqaçma kompressorlarından geniş istifadə edilməsinə səbəb olur.

Soyuducu aparatlarda (kondensatorlarda, buxarlandırıcılarda, soyuducu batareyalarda və s.) gedən proseslər istiliyin yüksək temperaturlu mayelərdən aşağı temperaturlu mayelərə ötürülməsi ilə bağlıdır. İstilik mübadiləsi mayeləri ayıran arakəsmədən keçərkən və ya başqa hallarda bilavasitə toxunma nəticəsində baş verir.