URZĄDZENIA CHŁODNICZE I PRZEPISY PRAWNE
Technika chłodnicza dla praktyków
Wydawnictwo SYSTHERM

Przedstawiamy Państwu kolejny już tytuł z serii Technika chłodnicza dla praktyków. pt. „Urządzenia i przepisy prawne”. Książka ta jest poradnikiem opracowanym przez zespół autorów, z którymi współpracuję już od wielu lat. Osobami tymi są między innymi: prof. zw. dr hab. inż. Wojciech Zalewski, dr hab. inż. Jan Górski, prof. PRz., dr hab. inż. Bogusław Zakrzewski prof. PSz, mgr inż. Adam Głowala – liczących się w branży ekspertów i projektantów.

W części wstępnej przedstawiono wykaz oznaczeń oraz jednostki wielkości fizycznych. Dalej przedstawiono szczegółowo sprężarki chłodnicze. Omówiono ich podział oraz budowę. W części tej przedstawiono sprężarki tłokowe, typu scroll, śrubowe oraz rotacyjne. Podano metody regulacji wydajności sprężarek.

W dalszej części poradnika omówiono szczegółowo budowę i zastosowanie chłodniczych wymienników ciepła, skraplaczy, parowników, zbiorników wyparnych, chłodnic międzystopniowych itp. W oparciu o przeprowadzoną klasyfikację urządzeń dokonano ich przeglądu pod względem rozwiązań konstrukcyjnych i zasad działania. W opracowaniu opisano także zastosowanie agregatów do schładzania wody, agregatów z free – coolingiem, a także eksploatację urządzeń chłodniczych wraz z omówieniem przyczyn awarii i sposobów ich zapobiegania. Niektóre rozwiązania opisano na podstawie nowości technicznych przedstawionych na targach w Norymberdze w 2010 r.
W ostatnim rozdziale opisano regulacje prawne dotyczące czynników chłodniczych zgodnie z Rozporządzeniem nr 1005 / 2009 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 31 październik 2009 r. w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową.

Niniejszy tytuł kierujemy do określonej grupy czytelników – specjalistów z branży chłodniczej, mając jednocześnie nadzieję, iż przyczyni się on do ułatwienia im pracy. Publikacja ta powinna także zainteresować czytelników środowisk akademickich, w tym zwłaszcza studentów.

Dziękuję całemu Zespołowi Autorskiemu za podjęcie inicjatywy wydawniczej i wkład włożony w powstanie publikacji.
W tym miejscu dziękuję również w imieniu autorów i własnym wszystkim firmom za udostępnienie danych technicznych ich wyrobów jako przykładów zastosowań.

Technika chłodnicza dla praktyków
Urządzenia i przepisy prawne

Spis treści

Wykaz oznaczeń
Jednostki wielkości fizycznych

1. SPRĘŻARKI CHŁODNICZE
1.1. PODZIAŁ SPRĘŻAREK
1.2. SPRĘŻARKI TŁOKOWE
1.2.1. Kryteria podziału sprężarek tłokowych
1.2.2. Zasada działania sprężarki tłokowej ze zmiennym przepływem
1.2.3. Budowa sprężarek półhermetycznych
1.2.4. Smarowanie elementów napędu
1.2.5. Chłodzenie silnika i głowicy cylindra
1.2.6. Budowa sprężarek hermetycznych
1.2.7. Zastosowanie sprężarek hermetycznych
1.2.8. Zawory tłokowych sprężarek chłodniczych
1.2.8.1. Znaczenie i rola zaworów w sprężarkach
1.2.8.2. Wykres indykatorowy sprężarki tłokowej
1.2.8.3. Typy i rozwiązania konstrukcyjne zaworów
1.2.8.4. Producenci oraz przykłady konstrukcji zaworów sprężarkowych
1.2.8.5. Zasada działania zaworów samoczynnych i charakterystyki dynamiczno - przepływowe
1.2.8.6. Materiały, dobór i eksploatacja zaworów
1.2.9. Przyczyny mechanicznych uszkodzeń sprężarek tłokowych
1.2.9.1. Zalewanie czynnikiem chłodniczym
1.2.9.2. Rozruch zalanej sprężarki
1.2.9.3. Uderzenie cieczowe
1.2.9.4. Przegrzanie sprężarki
1.2.9.5. Utrata oleju
1.2.10. Równoległa praca sprężarek
1.2.10.1. Zasada połączenia równoległego sprężarek
1.2.10.2. Układ olejowy i ciśnienia parowania
1.2.10.3. Układ regulacji poziomu oleju
1.2.10.4. Sterowanie układem sprężarek połączonych równolegle
1.2.11. Sprężarki tłokowe Twin
1.2.11.1. Budowa i zasada działania
1.2.11.2. Urządzenia dodatkowe
1.2.11.3. Charakterystyka robocza
1.3. SPRĘŻARKI TYPU SCROLL
1.3.1. Zasada działania
1.3.2. Rozwiązania konstrukcyjne
1.3.2.1. Podatność promieniowa sprężarek Copeland ScrollTM
1.3.2.2. Podatność osiowa sprężarek Copeland ScrollTM
1.3.3. Zakresy zastosowań
1.3.4. Metody regulacji wydajności sprężarek spiralnych
1.3.5. Zastosowanie nowych technologii
1.3.5.1. Wtrysk ciekłego czynnika chłodniczego
1.3.5.2. EVI - wtrysk par czynnika chłodniczego
1.3.5.3. Digital Scroll
1.3.5.4. Dual Scroll
1.3.6. Kierunek rozwoju sprężarek spiralnych
1.4. SPRĘŻARKI ŚRUBOWE
1.4.1. Budowa, zasada działania i zastosowanie
1.4.2. Sprężarki śrubowe kompaktowe
1.4.3. Półhermetyczne sprężarki śrubowe
1.4.3.1. Półhermetyczne sprężarki śrubowe na przykładzie firmy Copeland
1.4.3.2. Półhermetyczne sprężarki śrubowe na przykładzie firmy Frascold
1.5. SPRĘŻARKI ROTACYJNE
1.5.1. Sprężarki rotacyjne jednołopatkowe z tłokiem mimośrodowym
1.5.2. Sprężarki rotacyjne z wirnikiem łopatkowym
1.6. REGULACJA WYDAJNOŚCI SPRĘŻAREK
1.6.1. Metoda pracy cyklicznej załącz/wyłącz
1.6.2. Równoległe połączenie kilku sprężarek
1.6.3. Unoszenie zaworu ssania
1.6.4. Odciążenie głowicy cylindra (regulacja obejściowa)
1.6.5. Blokowanie ssania
1.6.6. Zmiana przestrzeni sprężania (reekspansja)
1.6.7. Dławienie zasysanej pary czynnika chłodniczego
1.6.8. By-pass gorących par czynnika chłodniczego (regulacja upustowa)
1.6.9. Zmiana prędkości obrotowej silnika napędowego sprężarek
1.6.10. Modulacja działania zaworu elektromagnetycznego w sprężarkach Digital Scroll
1.7. ROZMIESZCZENIE PRODUKCJI SPRĘŻAREK NA ŚWIECIE

2. CHŁODNICZE WYMIENNIKI CIEPŁA
2.1. SKRAPLACZE I CHŁODNICE CIECZY
2.1.1. Procesy zachodzące w skraplaczu
2.1.2. Wymienniki ciepła chłodzone powietrzem – skraplacze wentylatorowe, chłodnice cieczy
2.1.2.1. Skraplacze chłodzone powietrzem
2.1.2.2. Wpływ wentylatorów na działanie skraplaczy chłodzonych powietrzem
2.1.2.3. Wentylatorowe chłodnice cieczy
2.1.3. Wyparne wymienniki ciepła – skraplacze i chłodnice cieczy
2.1.3.1. Budowa i zasada działania
2.1.3.2. Eksploatacja
2.1.3.3. Nietypowe konstrukcje wymienników wyparnych
2.1.3.4. Dobór urządzeń do instalacji
2.1.3.5. Obliczenia cieplne
2.1.4. Skraplacze chłodzone wodą
2.1.4.1. Zastosowanie i ogólna charakterystyka
2.1.4.2. Skraplacze płaszczowo - rurowe poziome
2.1.4.3. Skraplacze płytowe
2.1.4.4. Skraplacze koaksjalne przeciwprądowe
2.2. PAROWNIKI
2.2.1. Podstawy działania parowników
2.2.2. Parowniki do chłodzenia cieczy
2.2.2.1. Parowniki płaszczowo – rurowe
2.2.2.2. Parowniki płytowe
2.2.2.3. Parowniki rurowe
2.2.2.4. Parowniki współosiowe koaksjalne
2.2.3. Parowniki do chłodzenia powietrza
2.2.3.1. Parowniki z naturalnym przepływem powietrza
2.2.3.2. Chłodnice wentylatorowe
2.2.4. Odszranianie oziębiaczy powietrza
2.2.4.1. Szronienie i odszranianie powierzchni oziębiaczy powietrza
2.2.4.1.1. Podstawowe problemy szronienia i odszraniania
2.2.4.1.2. Właściwości szronu i lodu
2.2.4.1.3. Systemy odszraniania oziębiaczy powietrza
2.2.4.1.4. Sprawność energetyczna odszraniania
2.2.4.2. Automatyzacja procesu odszraniania
2.2.4.2.1. Inicjacja procesu odszraniania
2.2.4.2.2. Zakończenie procesu odszraniania
2.2.4.3. Algorytm odszraniania grzałkami elektrycznymi
2.2.4.4.1. Instalacja chłodnicza monobloku
2.2.4.4.2. Instalacja chłodnicza magazynu prowiantu jednostki morskiej
2.2.4.4.3. Podsumowanie
2.2.4.5. Sterowniki klasyczne i dedykowane
2.2.4.5.1. Sterowanie procesem odszraniania
2.2.4.5.2. Elastyczny dobór czasu między odszranianiami
2.2.4.6. Koszty systemów odszraniania
2.3. SPIRALNE WYMIENNIKI CIEPŁA
2.4. NOWE TENDENCJE
2.5. ZBIORNIKI CZYNNIKA CHŁODNICZEGO CIECZY
2.6. CHŁODNICE MIĘDZYSTOPNIOWE
2.7. CHEMICZNE OCZYSZCZANIE SKRAPLACZY NATRYSKOWO – WYPARNYCH
2.7.1. Wpływ grubości osadu na pracę skraplacza
2.7.2. Chemiczne usuwanie osadów kamienia wodnegoplacza
2.8. AKUMULACYJNE ZBIORNIKI ZIMNA

3. AGREGATY DO SCHŁADZANIA CIECZY
3.1. WSTĘP
3.2. PRZEGLĄD KONSTRUKCJI I ZASTOSOWAŃ
3.2.1. Chłodzenie wody za pomocą sprężarek spiralnych
3.2.2. Chłodzenie wody za pomocą sprężarek tłokowych
3.2.3. Chłodzenie wody za pomocą sprężarek śrubowych
3.3. AGREGATY ZE SPRĘŻARKAMI TYPU SCROLL
3.3.1. Obudowa
3.3.2. Sprężarki
3.3.3. Skraplacz
3.3.4. Wentylatory
3.3.5. Parowniki
3.4. DOBÓR AGREGATU DO SCHŁADZANIA WODY
3.4.1. Zasady i kryteria doboru agregatu do schładzania wody
3.4.2. Dobór zbiornika buforowego
3.5. AGREGATY Z WYKORZYSTANIEM WENTYLATOROWEJ CHŁODNICY POWIETRZNEJ
3.6. WYMAGANIA DOTYCZACE MONTAŻU
3.7. ZASADY PRAWIDŁOWEJ EKSPLOATACJI
3.8. AWARIE W AGREGATACH I SPOSOBY ZAPOBIEGANIA
3.8.1. Wprowadzenie
3.8.2. Charakterystyka agregatu do chłodzenia wody
3.8.3. Przyczyny niesprawności i awarii
3.8.3.1. Niewłaściwy dobór agregatu w fazie projektowania
3.8.3.2. Niewłaściwy montaż elementów instalacji
3.8.3.3. Niewłaściwy dobór i nastawy automatyki sterującej i zabezpieczającej
3.8.3.4. Niewłaściwe warunki eksploatacji
3.8.4. Najczęstsze awarie: objawy, przyczyny i metody napraw
3.8.5. Podsumowanie

4. REGULACJE PRAWNE - CZYNNIKI CHŁODNICZE
4.1. PODZIAŁ CZYNNIKÓW CHŁODNICZYCH
4.2. DEGRADACJA WARSTWY OZONOWEJ
4.3. EFEKT CIEPLARNIANY
4.3.1. Mechanizm powstawania efektu cieplarnianego
4.3.2. Gazy „cieplarniane”
4.3.3. Skutki globalnego ocieplenia
4.4. WSKAŹNIKI EKOLOGICZNE OCENY CZYNNIKÓW CHŁODNICZYCH
4.5. REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE SUBSTANCJI ZUBOŻAJĄCYCH WARSTWĘ OZONOWĄ
4.5.1. Podstawy regulacji prawnych
4.5.2. Europejskie regulacje prawne
4.5.3. Polskie regulacje prawne
4.6. HARMONOGRAM WYCOFYWANIA CZYNNIKÓW CHŁODNICZYCH Z GRUP CFC I HCFC
4.7. REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE NIEKTÓRYCH FLUOROWANYCH GAZÓW CIEPLARNIANYCH
4.7.1. Rozporządzenia Parlamentu oraz Komisji Europejskiej
4.8. PROJEKT USTAWY O NIEKTÓRYCH FLUOROWANYCH GAZACH CIEPLARNIANYCH - NOWELIZACJA USTAWY O F-GAZACH