Устройство, эксплуатация и обслуживание холодильного оборудования

ФГБОУ ВО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Д.И. Грицай, И.В. Капустин,
В.И. Марченко, Е.В. Кулаев

УСТРОЙСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ

И ОБСЛУЖИВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО 

ОБОРУДОВАНИЯ

Ставрополь 

2019

ФГБОУ ВО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра машин и технологий АПК

Д.И. ГРИЦАЙ, И.В. КАПУСТИН, 
В.И. МАРЧЕНКО, Е.В. КУЛАЕВ.

УСТРОЙСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ 

И ОБСЛУЖИВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО 

ОБОРУДОВАНИЯ

Учебное наглядное пособие

для студентов направлений подготовки:

35.03.06 – Агроинженерия;

23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических 

машин и комплексов;

36.05.01  Ветеринария;

35.03.07  Технология производства и переработки 

сельскохозяйственной продукции;

36.03.02  Зоотехния.

Ставрополь 

2019

УДК 31.392:4
ББК 621.56/.59:63

У41

Рецензент

доктор технических наук, профессор кафедры

«Механика и компьютерная графика»

Ставропольского государственного аграрного университета

С. Н. Капов

У41
Устройство, эксплуатация и обслуживание холодиль-

ного оборудования : учебное наглядное пособие / Д. И. Грицай, 
И.В, Капустин, В.И. Марченко, Е.В. Кулаев; Ставропольский 
государственный аграрный университет. Ставрополь, 2019. – 50с.

В учебном наглядном пособии собраны общие сведения о 

назначении и классификации холодильного оборудования, описаны 
устройство и принцип действия компрессорной холодильной 
машины и основных ее узлов. Подробно рассмотрены правила 
эксплуатации и обслуживания холодильного оборудования.

Предназначены для студентов, обучающихся по направле-

ниям подготовки: 35.03.06 – Агроинженерия; 23.03.03 – Эксплуатация 

транспортно-технологических 
машин 
и 
комплексов; 

36.05.01 Ветеринария; 35.03.07 Технология производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции; 36.03.02 Зоотехния.

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета ме-

ханизации сельского хозяйства ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ 

(протокол №4 от 4 декабря 2018 г.)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 

Тема: Устройство, эксплуатация и обслуживание 

холодильного оборудования

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Ознакомиться с назначением и классификацией холодильно-

го оборудования.

1.2 Ознакомиться с общим устройством и принципом действия  

компрессорной холодильной машины (установки).

1.3 Изучить назначение, устройство и работу основных узлов 

холодильной машины:

- компрессора;
- конденсатора;
- терморегулирующего вентиля;
- испарителя;
- приборов автоматического регулирования.
1.4 Изучить правила эксплуатации и обслуживания холодильно-

го оборудования.

2 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТЫ

2.1 Узлы и агрегаты холодильных установок.
2.2 Приборы автоматического регулирования.
2.3 Видеофильмы.
2.4 Плакаты.

3 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сегодня практически ни одно производство не обходится 

без холодильного оборудования или процессов охлаждения в разном 
их проявлении. Это касается как предприятий агропромышленного 
комплекса, пищевой и перерабатывающей промышленностей, так и 
предприятий медицины, машиностроения, металлургии, химической 
промышленности и др.

Искусственный холод получают двумя способами. Первый ос-

нован на аккумулировании естественного холода и относится к области 
ледяного и льдосоляного охлаждения. Второй способ составляет 
основу машинного охлаждения. Для непрерывного получения искусственного 
холода на предприятиях АПК применяют установки, ис-

пользующие холодильные агенты (хладагенты) с низкой температурой 
кипения при атмосферном давлении.

К холодильному оборудованию относятся устройства для получе-

ния холода искусственным путем (холодильные машины или установки), 
устройства для непосредственного обеспечения процесса теплообмена (
теплообменные аппараты, резервуары охладители), устройства 
для циркуляции теплоносителя (водяные, рассольные насосы).

Холодильной машиной называют комплект оборудования, не-

обходимый для осуществления холодильного цикла, при котором 
обеспечивается непрерывный отвода теплоты от охлаждаемой среды 
при низкой температуре и передаче ее окружающей среде при высокой 
температуре.

В зависимости от вида физического процесса, в результате ко-

торого получают холод, холодильные машины подразделяют на следующие 
типы: использующие процесс расширения воздуха (газовые, 
вихревые); использующие фазовый переход рабочего тела из жидкого 
в газообразное состояние (компрессионные паровые, абсорбционные, 
сорбционные, пароэжекторные).

В зависимости от вида потребляемой энергии различают холо-

дильные машины на механической энергии (компрессионные паровые, 
газовые), теплоиспользующие (пароэжекторные, абсорбционные 
и сорбционные).

Промышленные холодильные машины, можно разделить на 

три основные группы: компрессионные (компрессорные), теплоиспользующие 
и термоэлектрические (рис. 1). 

Рисунок 1 – Классификация промышленных холодильных 

машин по виду потребляемой энергии

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ 

(УСТАНОВКИ)

ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИЕ

КОМПРЕССИОННЫЕ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Пароэжекторные
Абсорбционные
Сорбционные

Рисунок 2 – Классификация компрессионных холодильных 

машин  по виду применяемых компрессоров

Компрессионные холодильные машины используют для работы 

энергию предварительно сжатого в компрессоре газа, теплоиспользующие (
пароэжекторные и абсорбционные) - теплоту греющего источника, 
термоэлектрические - непосредственно электрическую энергию. Они 
также классифицируются в зависимости от вида компрессора (рис. 2).

Вещество (рабочее тело), циркулирующее в системе холодиль-

ной машины и участвующее в обратимом процессе, называют холодильным 
агентом, в качестве которого чаще всего используются хладон (
фреон) и аммиак.

Международный стандарт ИСО 817 "Органические хладагенты" 

допускает несколько обозначений хладагентов: условное (символическое), 
торговое название (марка), химическое название, химическая 
формула. При этом условное обозначение хладагентов является предпочтительным 
и состоит из символа R и определяющего числа. 
Например: хладон-12 имеет обозначение R12, хладон-22 — R22. 

В компрессионных холодильниках хладагентом служит хладон-

12 (R12- дифтордихлорметан) - бесцветный газ со слабым запахом че-
тыреххлористого углерода, сжиженный под давлением. Хладон взры-
вобезопасен, негорюч и неядовит. 

На международном совещании в Копенгагене (ноябрь 1992 г.) 

было принято решение о прекращении производства озоноопасных 
хладагентов R11, R12 и R502 с 1 января 1996 года, допускается замена 
их хладагентами R22, R401А. 

Основу холодильной установки составляют компрессор, кон-

КОМПРЕССИОННЫЕ                

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ 

РОТАЦИОННЫЕ
ТУРБОКОМПРЕССОРНЫЕ

ПОРШНЕВЫЕ
ВИНТОВЫЕ

денсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель (рис. 3).

Компрессор откачивает пары хладагента из испарителя и подает 

их в конденсатор при давлении, обеспечивающим условия конденсации.

Конденсатор
представляет собой
теплообменный аппарат,

обеспечивающий превращение хладагента из парообразного состояния 
в жидкое за счет снижения его температуры.

Терморегулирующий вентиль
обеспечивает дросселирование 

жидкого хладагента перед поступлением его в испаритель.

Испаритель представляет собой теплообменный аппарат, в котором 

осуществляется процесс кипения хладагента при низких температурах.

С целью повышения коэффициента полезного действия и экс-

плуатационной надежности холодильная установка дополнительно 
комплектуется фильтром-осушителем, теплообменником и приборами 
автоматического регулирования.

Рисунок 3 – Принципиальная схема компрессионной холодиль-

ной установки: 1- компрессор; 2 - конденсатор; 3 - вентиль терморе-

гулирующий; 4 - испаритель; 5 - бак-аккумулятор; 6 - вентилятор

Компрессоры. Наибольшее распространение в холодильных 

установках получили поршневые компрессоры (сальниковые и бес-
сальниковые). В поршневом компрессоре возвратно-поступательное 
движение поршня в цилиндре обеспечивается за счет вращения электродвигателем 
коленчатого вала (рис. 4). Поршневой компрессор может 
иметь один, два, три, четыре, шесть и восемь цилиндров. За один 
полный оборот коленчатого вала поршень совершает два хода между 
двумя крайними положениями и в каждом его цилиндре выполняется 
полный рабочий процесс. Весь рабочий процесс можно разделить на 
две части: фаза всасывания и фаза нагнетания.

Рисунок 4 – Принцип работы непрямоточного поршневого хо-

лодильного компрессора: а) – процесс всасывания, б) – процесс 

нагнетания. 1 – нагнетательный клапан; 2,7 – область нагнетания в 

конденсатор; 3 – поршень; 
4 – цилиндр; 5 – шатун; 6 – коленчатый 

вал; 8 – рабочая зона поршня; 9,11 – область всасывания из испарите-

ля; 10 – клапанная плита; 12 – всасывающий клапан

Нагнетательный клапан всегда размещается в крышке цилиндра, 

а всасывающий – либо в крышке, либо в днище. В последнем случае 
всасываемый и сжимаемый пар проходит прямо от одного конца цилиндра 
к другому, поэтому такой компрессор называют прямоточным.
Когда же оба клапана находятся рядом в крышке, поток пара делает поворот 
на 180 градусов, и такой компрессор называют непрямоточным.

Современные поршневые холодильные компрессоры конструи-

руют исключительно по непрямоточной схеме, так как у них существенно 
короче и легче поршень, что позволяет делать их компактными 
и гораздо более высокооборотными. 

Чаще всего в холодильном оборудовании используются герме-

тичные поршневые компрессоры, в которых электродвигатель расположен 
внутри герметичного корпуса. 

Существует два типа поршневых компрессоров: с электродвига-

телем внутри картера (корпуса) - так называемые бессальниковые и 
герметичные компрессоры. У бессальниковых компрессоров картер 
разъемный, благодаря чему их можно ремонтировать на месте эксплуатации. 
Герметичные компрессоры наглухо заваривают в состоящий 
из двух половин кожух с впаянными в него всасываюшей и 
нагнетательной трубками и электропроводами для питания электро-

двигателя. Такие компрессоры ремонтируют только на специализированном 
предприятии, однако при массовом производстве они обходятся 
значительно дешевле. 

Бессальниковые и герметичные компрессоры применяют только 

во фреоновых холодильных машинах. Если в качестве хладагента служит 
аммиак, размещать электродвигатель внутри картера запрещено.

Устройство фреонового двухцилиндрового вертикального ком-

прессора ФУ-40 представлено на рисунке 5. Блок-картер 9 компрессора 
отлит из чугуна и снабжен сменными чугунными гильзами 4. Коленчатый 
вал 3 стальной, штампованный с отъемными противовесами. Вал 
имеет две опоры, колена расположены в одной плоскости. Опорами коленчатого 
вала служат радиальные подшипники качения. Уплотнен вал 
двусторонним сальником 10 с парой графит-сталь.

Рисунок 5 – Фреоновый двухцилиндровый компрессор ФУ-40:
1 – передняя крышка, 2 – коренной подшипник, 3 – коленчатый

вал, 4 – гильза, 5 – шатунно-поршневая группа, 6 – нагнетательный 
клапан, 7 – всасывающий клапан, 8 – крышка цилиндра, 9 – блок-
картер, 10 – сальник, 11 – крышка сальника, 12 – фильтр тонкой 

очистки, 13 – фильтр-заборник, 14 – масляный насос

Всасывающие клапаны 7 –
пластинчатые, однокольцевые, 

нагнетательные 6 – пятачковые.

Смазка рабочих поверхностей деталей компрессора комбиниро-

ванная: шатунные подшипники и сальник смазываются принудительно 
от маслонасоса 14, остальные поверхности – разбрызгиванием.

Циркулирующее в системе масло подвергается двухступенчатой 

очистке: грубой – в фильтре-заборнике 13 и тонкой – в щелевом 
фильтре 12. Давление масла регулируется перепускным вентилем, а 
уровень его контролируют через смотровое стекло.

Устройство фреонового прямоточного компрессора ФУ-175 по-

казано на рисунке 6.

Рисунок 6 – Фреоновый прямоточный компрессор ФУ-175:

1 – фильтр-заборник; 2 – передняя крышка; 3 – коренной под-

шипник; 4 – коленчатый вал; 5 – гильза цилиндра; 6 – всасывающий 

клапан; 7 – нагнетательный клапан; 8 – блок-картер; 9 – шатунно-

поршневая группа; 10 – буферная пружина; 11 – крышка сальника; 12 
– муфта; 13 – вентиль; 14 – газовый фильтр; 15 – крышка цилиндра; 

16 – боковая крышка; 17 - сальник

Работает компрессор на фреоне-12 в диапазоне температур ки-

пения – 10…30 оС и температуре конденсации до 50 оС. В верхней части 
чугунного литого блок-картера 8 расположена рубашка для охлаждения 
цилиндров водой.