Skrypt: SPRĘŻARKI CHŁODNICZE

Tytuł: SPRĘŻARKI CHŁODNICZE
Autorzy: Leszek Cantek, Mieczysław Białas
Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej
Rok wydania: Gdańsk 2003
Stron: 274
Cena: 25,00 zł + opłata pocztowa za przesyłkę
ZAMÓWIENIE
Skrypt jest przeznaczony dla studentów kierunku Mechanika i Budowa Maszyn, specjalność Systemy, Urządzenia Chłodnicze i Klimatyzacyjne. Jego treść jest zgodna z aktualnym programem studiów na Wydziale Mechanicznym Politechniki Gdańskiej. Mogą z niego również korzystać studenci innych specjalności, zajmujący się problematyką sprężarek wyporowych. Skrypt może być również źródłem informacji dla inżynierów i techników zajmujących się konstrukcją, eksploatacją i remontami tych sprężarek.
Skrypt podzielono na 10 rozdziałów, obejmujących całokształt zagadnień związanych z teorią, projektowaniem i eksploatacją wyporowych sprężarek chłodniczych, tłokowych i rotacyjnych. Przedstawiono problematykę obciążeń dynamicznych sprężarek, dane doświadczalne oraz obliczenia wybranych elementów i zespołów tych sprężarek. Ostatnie trzy rozdziały poświęcono kolejno układom smarowania, sprężarkom bezsmarowym oraz napędom sprężarek. Układ skryptu, kolejność i treść poszczególnych rozdziałów, uwzględnia możliwość selektywnego korzystania ze skryptu w zależności od rodzaju zajęć. Numer rysunku lub tablicy występujących w skrypcie składa się z liczby oznaczającej numer rozdziału oraz liczby określającej kolejnymimerrysunku lub tablicy w danym rozdziale. Ułatwi to ich odszukanie przy zaznajamianiu się z treścią tych rozdziałów, w których autorzy odwołują się do ilustracji z innych rozdziałów. Przy opracowaniu treści skryptu wykorzystano dostępną literaturę, w tym ilustracje przykładowych rozwiązań konstrukcyjnych sprężarek i ich części oraz dane doświadczalne, której ważniejsze pozycje zestawiono na końcu skryptu.
Autorzy skryptu mają nadzieję, że udostępniony studentom skrypt ułatwi przyswojenie aktualnej wiedzy dotyczącej sprężarek chłodniczych i będzie cenną pomocą do wykładów i zajęć projektowych poświęconych tym maszynom energetycznym.
SPIS TREŚCI:
Wstęp
Wykaz oznaczeń
1. TEORETYCZNE PODSTAWY DZIAŁANIA SPRĘŻARKI W URZĄDZENIU CHŁODNICZYM
1.1. Rola sprężarki w urządzeniu chłodniczym
1.2. Chłodziarki gazowe
1.3. Chłodziarki parowe
1.4. Chłodziarki parowo-gazowe
1.5. Klasyfikacja sprężarek
1.6. Sprężarka doskonała
1.7. Wydajność sprężarki rzeczywistej
1.8. Praca, moc i sprawność energetyczna sprężarki rzeczywistej
1.9. Charakterystyki sprężarek
1.10. Sprężanie rzeczywistych gazów i par
1.11. Sprężanie dwu- i wielostopniowe
2. SPRĘŻARKI TŁOKOWE
2.1. Budowa sprężarek tłokowych
2.2. Elementy konstrukcyjne sprężarki tłokowej
3. SPRĘŻARKI ROTACYJNE JEDNOWAŁOWE
3.1. Sprężarka rotacyjanłopatkowa
3.2. Sprężarka z wirującym tłokiem
3.3. Sprężarka trochoidalna
3.4. Sprężarka spiralna
4. SPRĘŻARKI ROTACYJNE DWUWAŁOWE
4.1. Rozwój sprężarek rotacyjnych dwuwałowych
4.2.Zasadadziałaniasprężarkiśrubowej
4.3. Budowa sprężarek śrubowych
5. PROJEKTOWANIE SPRĘŻAREK
5.1. Kryteria obliczeniowe sprężarek tłokowych
5.2.Materiałykonstrukcyjne
5.3. Wymiary główne
5.4. Obciążenia dynamiczne sprężarek
5.5.Zabezpiećzeniasprężarek
6. ROZRZĄD SPRĘŻAREK
6.1. Zasada działania zaworów
6.2. Dobór zaworów
6.3. Budowa i rozmieszczenie zaworów w sprężarce
6.4. Materiały konstrukcyjne zaworów
6.5.Żywotnośćzaworów
7. REGULACJA WYDAJNOŚCI SPRĘŻAREK WYPOROWYCH
7.1. Regulacja wydajności przez oddziaływanie na zespół napędowy (grupa A)
7.2. Regulacja wydajności przez bezpośrednie oddziaływanie na procesy pracy
w cylindrze sprężarki (grupaB)
7.3. Regulacja wydajności przez pośrednie oddziaływanie na procesy pracy w cylindrze
sprężarki (grupaC)
7.4. Regulacja wydajności sprężarek rotacyjnych
7.5. Porównanie różnych sposobów regulacji wydajności sprężarek wyporowych
8. UKŁADY OLEJOWE SPRĘŻAREK
8.1. Własności olejów sprężarkowych
8.2. Zachowanie się oleju w sprężarce i w urządzeniu chłodniczym
8.3. Układy olejowe sprężarek tłokowych
8.4. Smarowanie i chłodzenie sprężarki rotacyjnej
8.5. Projektowanie wybranych zespołów układu olejowego
9. SPRĘŻARKI BEZSMAROWE
9.1. Ekonomiczność stosowania sprężarek bezsmarowych
9.2. Budowa sprężarek bezsmarowych
10. NAPĘD SPRĘŻAREK
10.1.Połączeniesilnik-sprężarka
1O02. Dobór silnika elektrycznego
10.3. Silniki napędowe sprężarek
Literatura
RECENZJA: Skrypt Politechniki Gdańskiej - źródło pożytecznych informacji nie tylko dla studentów
Z zaciekawieniem zapoznałem się z nowym skryptem autorstwa Leszka Cantka oraz Mieczysława Białasa, wydanym przez Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
Ciągły i szybki rozwój chłodnictwa w ostatnim półwieczu wywołał zapotrzebowanie na coraz to doskonalsze konstrukcje sprężarek. Potrzeby te wyraziły się zarówno w rosnącej ilości sprężarek, jak i przede wszystkim w dużej różnorodności, zarówno pod względem ich wielkości (mocy), jak też i wielości rozwiązań konstrukcyjnych. Obraz tego procesu może dać krótki przegląd urządzeń chłodniczych, znajdujących zastosowanie w różnych dziedzinach życia.
Najbardziej liczną grupę sprężarek stanowią obecnie sprężarki hermetyczne, stosowane masowo w tzw. chłodnictwie małym. Jest to grupa sprężarek licząca prawdopodobnie w skali światowej już około 2 miliardy sztuk, a ich roczna produkcja sięga setek milionów sztuk (wszystkie liczby stanowią szacunek autora na podstawie różnych źródeł). Są to sprężarki przeznaczone do chłodziarek domowych, mebli chłodniczych używanych w handlu i restauracjach, a również częściowo w transporcie (np. w kontenerach chłodniczych), zespoły do klimatyzacji w mieszkaniach i biurach itp. Przeważają tu sprężarki tłokowe, ale coraz bardziej masowo są one wypierane przez sprężarki spiralne, a jako czynnik chłodniczy stosowany jest głównie R134a oraz izobutan.
Dynamicznie rozwijają się również agregaty chłodnicze do chłodzenia przyczep samochodów chłodni oraz do klimatyzowania powietrza w samochodach osobowych. Specyfika ich sprężarek (liczonych już na dziesiątki milionów sztuk!), pracujących najczęściej na czynniku R134a, polega na tym, że muszą one być napędzane bezpośrednio od silnika samochodowego lub specjalnym silnikiem spalinowym. Utrudnia to stosowanie sprę-żarek hermetycznych.
W handlu i gastronomii oraz w klimatyzacji wykorzystującej centralne instalacje chłodnicze, oprócz wzrastającego stosowania sprężarek hermetycznych (o wydajności chłodniczej sięgającej już kilkadziesiąt kW), przewagę mają tłokowe sprężarki tzw. semihermetyczne. W urządzeniach o
większych mocach chłodniczych stosowane są również sprężarki "otwarte" (dławnicowe). Są to obecnie urządzenia pracujące najczęściej na bezchlorowych czynnikach syntetycznych, np. R404A czy R134a.
Na drugim biegunie ilościowym (rząd wielkości - do setki sztuk!) znajdują się urządzenia chłodnicze o dużych mocach, obsługujące przemysłi gospodarkę żywnościową, klimatyzację przemysłową oraz klimatyzacjędużych obiektów biurowych, a coraz częściej również sport, przemysł rozrywkowy i inne dziedziny specjalne. Charakterystyczne cechy tych urządzeń, to wydajność chłodnicza rzędu setek a nieraz i tysięcy kW, szeroki zakres temperatur, oraz indywidualne - zależne od przeznaczenia - rozwiązania konstrukcyjne. W tym przypadku jako czynnik chłodniczy zdecydowaną przewagę zdobył sobie stosowany od 100 lat amoniak. Inne czynniki, np. R404A, czy R407C stosowane są do tych urządzeń coraz rzadziej. Dominującym typem sprężarki w chłodnictwie "dużym" są sprężarki śrubowe, jednak stosowane są również sprężarki tłokowe, a do bardzo dużych urządzeń przeznaczonych do chłodzenia wody używane są również chętnie sprężarki odśrodkowe, pracujące z czynnikiem R134a. Większość sprężarek, stosowanych w chłodnictwie "dużym" to sprężarki dławnicowe, jednak sprężarki semihermetyczne stosowane są coraz częściej, obejmując coraz to większe wydajności. Dotyczy to jednak prawie wyłącznie urządzeń przeznaczonych do pracy w zakresie tzw. temperatur klimatyzacyjnych.
Jak widać z powyższego krótkiego przeglądu, sprężarki chłodnicze zaliczają się obecnie do najbardziej popularnych urządzeń technicznych. Stosowane są one praktycznie wszędzie. Istnieje więc potrzeba upowszechnienia rzetelnej i aktualnej wiedzy na ich temat. Potrzeba posiadania dobrego podręcznika, objaśniającego w przystępny sposób nie zawsze proste zagadnienia techniki sprężarkowej, leży w interesie nie tylko studentów, którzy powinni poznać aktualnie stosowane sprężarki chłodnicze, ale i ogromnej rzeszy służb technicznych pracujących w przemyśle.
Książka Leszka Cantka i Mieczysława Białasa p.t. "Sprężarki Chłodnicze" wychodzi naprzeciw tej potrzebie. Zawiera ona ogólne podstawy teoretyczne, jak i opisy konstrukcji wielu spotykanych rodzajów sprężarek chłodniczych. Są to informacje, których znajomość jest potrzeb na do dobrego zrozumienia budowy i działania nie tylko sprężarek, ale i urządzeń chłodniczych. Do tej grupy informacji można również zaliczyć rozdziały o zasadach projektowania sprężarek, napisane z
myślą o ćwiczeniach dla studentów wydziałów mechanicznych. W sumie rozdziały o powyższej treści zajmują ponad połowę książki.
Pozostałe rozdziały skryptu przedstawiają bogate informacje o wyposażeniu, układach pomocniczych oraz o głównych funkcjach sprężarek chłodniczych. Czytelnik znajdzie tu wiadomości o takich elementach wyposażenia sprężarek, jak układy obiegu oleju, układy regulacji wydajności, filtry, sprzęgła itp., a również ciekawe rozdziały na temat rozruchu sprężarek i zasadach doboru elektrycznych silników napędowych.
Na podkreślenie zasługuje przystępny i nie nużący czytelnika, zwarty, a równocześnie zawierający dużo konkretnej treści, sposób przedstawienia tematyki. Na podkreślenie zasługuje również bardzo bogaty wybór wyrazistych ilustracji - rysunków technicznych, z których każdy z osobna stanowi już bogaty zbiór informacji.
Zarówno treść jak i sposób jej podania przesądzają o tym, że książka jest więcej niż skryptem dla studentów. Warto, aby zainteresowały się nią również osoby zajmujące się zawodowo chłodnictwem, zwłaszcza projektanci i specjaliści odpowiedzialni za eksploatację urządzeń chłodniczych.
W książce przedstawiono sprężarki tłokowe oraz inne konstrukcje, zarówno otwarte jak i hermetyczne. Na szczególne podkreślenie zasługują bogate informacje o sprężarkach spiralnych, śrubowych i innych - rzadziej spotykanych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Ponieważ informacje takie są w polskiej literaturze technicznej rzadko spotykane, tym większą mają one zatem wartość dla czytelnika. Poziom edytorski książki, jest dobry. Wyraźny druk, dobre rysunki i czysty język polski podnoszą dodatkowo jej walory.
Oczywiście czytelnik może również dostrzec pewne braki. Autorzy (wbrew tytułowi książki!) ograniczyli się jedynie do sprężarek wyporowych. Nie omówiono tematu sprężarek wirowych (odśrodkowych) stosowanych nierzadko w urządzeniach klimatyzacyjnych o dużych wydajnościach. Nie podano również informacji o specyfice sprężarek napędzanych silnikami spalinowymi. Przydatny byłby również indeks, ułatwiający czytelnikom (zwłaszcza praktykom) korzystanie z książki.
Braki te nie umniejszają oczywiście wartości wydanej przez Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej książki. Sądzę, że zasługuje ona na to, że czytelnicy potraktują ją nie tyle jako skrypt, ale jako dobry i przydatny poradnik o konstrukcji sprężarek chłodniczych.
Konrad KALINOWSKI
Źródło: "Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna" nr 1/2004