книги из ГПНТБ / Нестеров, Ю. Ф. Судовые холодильные установки учебник для институтов водного транспорта

испарители поставляют очищенными, высушенными, заполненны­ ми фреоном до избыточного давления 0,3—0,5 кгс/см2 и заглушен­ ными. Батареи непосредственного охлаждения, работающие при одинаковой температуре кипения, включают в систему параллель­ но. Испарители непосредственного охлаждения иногда обдувают вентилятором.

Рассольные охлаждающие батареи изготовляют из стальных бесшовных труб диаметром 38/48 мм. Большую толщину стенки труб применяют с учетом коррозии, вызываемой рассолом. Если необходимую охлаждающую поверхность не удается разместить в виде однорядных змеевиков, то применяют двухрядные батареи с шахматным расположением труб или оребряют однорядные бата­ реи (рис. 26). В пределах одного змеевика трубы сваривают, а змеевики соединяют между собой муфтами на резьбе.

Оребрение обычно осуществляют навивкой на прямые участки труб стальной ленты.

Воздухоохладители. Тепло- и влагообменные аппараты, пред­ назначенные для охлаждения воздуха в судовых помещениях или для замораживания продуктов в воздушных морозильных ап­ паратах, называют воздухоохладителями. Они входят также в со­ став кондиционирующих установок. В зависимости от устройства воздухоохладители делят на сухие (или трубчатые) и мокрые (или оросительные).. В сухих воздухоохладителях воздух соприка­ сается лишь с поверхностью трубок, по которым течет кипящий хладагент, холодный рассол или вода, а в мокрых — с самим рас­ солом или водой, которые разбрызгиваются в камере орошения. На судах чаще всего применяют компактные сухие воздухоохладители непосредственного охлаждения с горизонтальным расположением

72

сребренных трубок. Такие воздухоохладители по существу пред­ ставляют собой испарители, обдуваемые встроенным в них вен­ тилятором.

Сухой фреоновый воздухоохладитель непосредственного охлаж­ дения показан на рис. 27. Медные змеевики 2 снабжены сплош­ ными пластинчатыми ребрами 3. По змеевикам снизу вверх проте-

Рис. 26. Бортовая однорядная оребренная рассольная батарея

кает кипящий хладагент. Осевой вентилятор 4 и вращающий его электродвигатель смонтированы в корпусе 1 воздухоохладителя. Воздух проходит поперек трубок. Нижний лист корпуса служит поддоном для сбора влаги, выделяющейся из воздуха. Влага от­

водится из поддона по трубе 5.

Равномерная подача жидкого хладагента во все трубки возду­ хоохладителя часто обеспечивается паучковыми распределителями.

Для улучшения теплопередачи современные воздухоохладите­ ли делают поперечноточными с шахматным расположением трубок.

73

оновых компрессорах используют сорта масел с повышенной вяз­ костью, так как фреон, растворяясь в масле, разжижает его. По­ этому при пониженной вязкости масло не в состоянии удержаться между смазываемыми поверхностями.

Масло не должно застывать при низких температурах кипения и воспламеняться при высоких температурах сжатия пара в ком­ прессоре.

Полную смену масла в аммиачных машинах производят через

Аммиак практически не растворяется в масле. Последнее тя­ желее аммиака, поэтому оно оседает на дно аммиачных аппара­ тов. Фреон-12 неограниченно растворяется в масле, а фреон-22 — только при высоких температурах, превосходящих +24°С (в ком­ прессоре и конденсаторе). При обычных температурах кипения в испарителе (ниже +24°С) раствор фреона-22 и масла расслаи­ вается. При этом масло плавает на поверхности фреона-22 в ви­ де вязкого слоя, так как оно легче фреона.

Трубки теплообменных аппаратов, работающих на аммиаке и фреоне-22, покрываются масляной пленкой, уменьшающей коэф­ фициент теплопередачи и производительность аппаратов. При той же тепловой нагрузке замасливание конденсатора и испарите­

Поэтому необходимо отделять масло от пара хладагента. Для этой цели между компрессором и конденсатором устанавливают маслоотделитель.

Устройство маслоотделителя холодильного блока-агрегата рефрижераторов чехословацкой постройки (проект № 21-89) пока­ зано на рис. 28. Горячий пар фреона-12, содержащий масло, по­ ступает из компрессора по трубе 6 в пространство между крыш­ кой 7 и донышком 8, откуда он поднимается по двум трубам 3 в цилиндр 2. В этом цилиндре при резком уменьшении скорости (до 0,7-7-1,0 м/с) и изменении направления движения фреона из него отделяются капельки масла, собирающиеся внизу на донышке 8. Очищенный фреон выходит из сосуда в конденсатор через верх­ нюю трубу в корпусе 1. По мере накапливания масло перепуска­

подогревает находящееся на донышке масло. Поэтому из него ис­ паряется фреон, что способствует лучшей очистке масла, возвра­ щаемого в компрессор.

Современные маслоотделители работают за счет охлаждения паромасляной смеси водяным змеевиком или промывки смеси при

76

маслоотделителя вначале перепускают ,в специальный маслосбор­ ник, соединенный со всасывающей стороной компрессора. После отсасывания пара хладагента из маслосборника компрессором и уменьшения давления в нем масло выпускают в какую-либо посуду.

я -я

оседает и теплопередача в них не ухудшается по этой причине. Но при кипении маслофреонового раствора из него выделяется наибо­ лее летучая часть —■фреон-12, вследствие чего концентрация масла в растворе в испарителе повышается. Это увеличивает вязкость ра­ створа (по сравнению с вязкостью чистого фреона) и уменьшает его теплопроводность, что ухудшает теплопередачу, снижает темпе­ ратуру кипения и понижает экономичность работы машины. На­ личие неиспаряющегося компонента в растворе — масла — умень­ шает также производительность испарителя. Кроме того, при скоплении масла в испарителе не хватает его в картере компрес­

7 7

Для возврата масла (в виде пены или мелких капель) гори­ зонтальные участки всасывающих трубопроводов выполняют с уклоном в сторону компрессора. Если испаритель расположен ни­ же компрессора, перед подъемной вертикальной частью трубопро­

гося в него маслофреонового раствора дополнительно испаряется фреон. На сжатие образующегося балластного пара в компрессо­ ре затрачивается работа. При этом холодопроизводительность машины уменьшается, так как доиспарение фреона происходит не в испарителе.

При пуске фреонового компрессора (после стоянки) вследст­ вие повышения температуры масла и падения давления в картере

Теплообменники. Устанавливают теплообменники на всасываю­ щем трубопроводе компрессора. Применяют их для дополнитель­ ного перегревания холодного пара, отсасываемого из испарителя компрессором, за счет переохлаждения теплого жидкого хлад­ агента, поступающего из конденсатора к регулирующему клапану. Теплообменники предотвращают попадание жидкого хладагента в цилиндры компрессора. Кроме того, в теплообменниках происходит доиспарение фреона из унесенных капель масла, что улучшает ка­ чество масла, возвращаемого в картер компрессора, и уменьшает возможность вспенивания и взбухания его. При этом потери от балластного доиспарения фреона в компрессоре снижаются, а коэффициент подачи последнего увеличивается (см. § 36).

Устройство морского змеевикового фреонового теплообменни­ ка марки МТФ-70 с диаметром паровой трубы 70 мм показано на рис. 30. Теплый жидкий фреон поступает в теплообменник из кон­ денсатора через патрубок 3, протекает внутри медных змеевиков 4

78

и по патрубку 6 уходит к регулирующему клапану. Холодный пар фреона из испарителя входит через патрубок 5, проходит проти­ вотоком внутри корпуса 1, омывая змеевики снаружи, и отсасыва­ ется компрессором по патрубку 2.

Вход

жидкого срреона

Фреон-12 перегревается в теплообменнике на 30—40°С (так как температура его пара при сжатии в компрессоре повышается не очень значительно), а фреон-22 — примерно на 20°С.

Осушители и фильтры. Вода или ее пар могут остаться в систе­ ме при недостаточно тщательном удалении после монтажа или ре­ монта установки, могут попасть в систему при пополнениях не­ достаточно осушенными хладагентом и смазочным маслом или вместе с влажным воздухом при вакууме в машине, а также че­ рез свищи в водяных конденсаторах. Проникновение воды в сис­ тему опасно для фреоновых машин вследствие крайне малой рас­ творимости ее во фреоне-22 и особенно во фреоне-12. При дроссе­ лировании фреона нерастворенная вода может замерзнуть в не­ большом проходном отверстии регулирующего клапана, закупо­ рить eFo льдом и нарушить работу машины. Кроме того, в присут­ ствии воды фреоны вызывают коррозию металлов.

Чтобы предотвратить проникновение -влаги, внутренние полос­ ти фреоновых машин после изготовления на заводе и ремонта, а также систему перед заполнением хладагентом после монтажа необходимо тщательно высушить сухим горячим сжатым возду­ хом и вакуумировать.

Для удаления попадающей во фреон воды на жидкостном тру­ бопроводе между теплообменником и регулирующим клапаном устанавливают осушитель, представляющий собой цилиндрический

79

сосуд (рис. 31), внутри которого между двумя сетками нахо­ дится твердый поглотитель влаги (адсорбент). В качестве погло­ тителей применяют силикагель Si02, алюмогель А120 3, кристал­ лические активированные алюмосиликаты (например, синтетиче­ ский цеолит) и др.

Рис. 31. Фреоновый осушитель-фильтр марки ОФФ-Юа:

водной трубе и включают в работу только в первые дни после на­ чального пуска машины, после пополнения системы фреоном, а также при замерзании воды в регулирующем клапане.

Для периодической регенерации адсорбент нагревают в среде

внутренних поверхностей аппаратов и труб после изготовления и монтажа, отмывания жидким фреоном ржавчины и окалины или зарядки системы загрязненными и обводненными хладагентом и маслом.

Механические примеси и загрязнения вызывают повреждения и преждевременный износ трущихся частей компрессора. Кроме того, они могут засорять малые проходные отверстия автоматиче­ ских терморегулирующих клапанов, что приводит к недостаточ­ ной подаче жидкости в испаритель, к снижению температуры (и давления) кипения, к излишним затратам энергии и падению холодопроизводительности.

Для сбора и удаления загрязнений используют паровой, жид­ костный и масляный фильтры. Паровой фильтр (грязеуловитель) устанавливают на всасывающем трубопроводе перед компрессо­

80

ром, жидкостный — на жидкостном трубопроводе перед регули­ рующим клапаном, масляный — на приемной трубе масляного на­ соса. Для фильтрации применяют мелкоячеистые проволочные сетки. Кроме того, в жидкостных фильтрах используют еще и мягкие фильтрующие материалы (сукно, асбест, замшу и др.), устанавливаемые между проволочными сетками.

Жидкостный фильтр размещают за осушителем (перед прибо­ рами автоматики) для задержки порошка адсорбента, образующе­ гося при его истирании фреоном и уносимого им.

В малых холодильных машинах используют совмещенные осу­ шители-фильтры для жидкого фреона (см. рис. 31).

Воздухоотделители. Помимо масла, воды и загрязнений, в сис­ теме хладагента могут находиться воздух и неконденсирующиеся газы (углекислота, водород). Воздух остается в системе при не­ достаточно тщательном вакуумировании ее перед заполнением хладагентом, проникает в машину при вскрытии во время ремон­ тов или через неплотности в соединениях и через сальники при давлении всасывания ниже атмосферного.

Воздух всегда скапливается в конденсаторе и ресивере, так как гидравлические затворы в них не позволяют уходить воздуху в испаритель. Воздух значительно ухудшает теплопередачу в кон­ денсаторе и постепенно повышает общее давление в нем, что приводит к возрастанию степени сжатия компрессора, вызывает перерасход электроэнергии, снижает холодопроизводительность машины и увеличивает продолжительность ее работы. Поэтому не­ обходимо предотвращать попадание воздуха в систему и ежемесяч­

но удалять его.

Вместе с паром хладагента (содержание которого в смеси со­ ставляет около 80%) воздух выпускают из конденсаторов и реси­ веров через продувочные краны или штуцеры, располагаемые в верхней их части. Перед удалением воздуха конденсатор в течение 3—4 ч интенсивно охлаждают водой (при остановленном компрес­ соре), чтобы температура сконденсированного хладагента практи­ чески сравнялась с температурой воды на входе в конденсатор. После этого продувочный кран осторожно открывают на 10—20 с через каждые 3—5 мин до тех пор, пока давление в конденсаторе не снизится до давления насыщения, соответствующего темпера­ туре охлаждающей воды.

Для уменьшения потерь хладагента в крупных морских машинах воздух выпускают через специальный теплообменный аппарат, называемый воздухоотделителем. В воздухоотделителе паровоздушная смесь, отбираемая из конденсатора, сильно охлаж­ дается кипящим жидким хладагентом, подаваемым от регулирую­ щего клапана в испаритель. В результате охлаждения пар хлад­ агента почти полностью конденсируется и также направляется в ис­ паритель, а воздух и неконденсирующиеся газы, выделяемые из смеси, выпускаются в атмосферу. При этом выпускаемая паровоз­ душная смесь содержит небольшое количество пара хладагента

(5-10% ).

81