книги из ГПНТБ / Покровский Н.К. Холодильные установки пособие для машинистов, обслуживающих аммиачные машины и аппараты

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ОХЛАЖДАЮЩИЕ ПРИБОРЫ

Существуют следующие системы охлаждения: непосредствен­ ное, рассольное, воздушное и смешанное.

НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Жидкий аммиак, протекая по аммиачным батареям, разме­ щенным непосредственно в охлаждаемом помещении, кипит, по­ глощая тепло от воздуха, окружающего батареи, в результате

чего температура в помещении понижается.

Раньше этот способ охлаждения имел ограниченное приме­ нение. Непосредственное охлаждение использовали только в тех

случаях, когда нужно было быстро понизить температуру в по­ мещении (в морозильных камерах, закалочных камерах моро­ женого и т. п.) для лучшего сохранения качества продуктов.

В последние годы в связи с переходом на более низкий тем­ пературный режим хранения продуктов в подавляющем боль­ шинстве новых холодильников непосредственное охлаждение предусмотрено также и для камер хранения. В настоящее время на такое охлаждение переведена также значительная часть ка­ мер хранения старых холодильников, построенных до 1946 г

РАССОЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

В охлаждающие батареи, установленные также в камерах, насос подает рассол (водный раствор соли), предварительно

охлажденный в испарителях кипящим аммиаком. Рассол, про­ текая по батареям, отбирает тепло от воздуха помещения, на­ гревается на 1,5—3°, вызывая тем самым понижение темпера­ туры в помещении.

Непосредственное охлаждение, по сравнению с рассольным, обеспечивает более быстрое понижение температуры в охлаж­ даемом помещении, более высокие температуры кипения аммиа­ ка (на 5°), в результате чего увеличивается холодопроизводи­ тельность машины. Непосредственное охлаждение экономичнее рассольного, так как не требуется затрат на приобретение испа­

рителя, рассольного насоса и соли для зарядки испарителя; от­ падает также необходимость в расходах электроэнергии на при­ вод рассольного насоса и мешалки (в некоторых типах испари­ телей) и расходе соли на повышение концентрации рассола.

Самым существенным недостатком рассольного охлаждения является сильное коррозирующее действие рассола (особенно

из поваренной соли) на металл испарителей и батарей, вслед­ ствие чего срок службы оборудования значительно сокращается.

Рассольное охлаждение имеет также положительные сто­ роны. Оно обеспечивает устойчивые температуры в камерах вследствие наличия значительного запаса холода в рассольных батареях (помимо того запаса холода, который имеют охлаж­ денные и замороженные продукты). Даже перерыв в работе хо­

171

лодильной установки в течение нескольких дней не вызывает

заметного повышения температуры в камере, если только в это время в камере не производится догрузка, выгрузка или пере­ грузка продуктов.

Рассольное охлаждение более приемлемо и с точкй зрения техники безопасности.

ВОЗДУШНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Воздушное охлаждение применяют обычно для продуктов,

не требующих при хранении низких температур.

Воздушное охлаждение осуществляется подачей в камеры вентилятором воздуха, охлажденного в воздухоохладителях,

возвращается для повторного охлаждения в воздухоохладитель

по всасывающим каналам. Нагнетательные и всасывающие ка­ налы размещаются вверху камеры, под потолком. Изготавли­ вают каналы обычно из асбофанеры. Благодаря циркуляции воздуха по каналам обеспечивается равномерная температура

по всей камере.

■ При воздушном охлаждении в камерах старой конструкции никакого холодильного оборудования не монтировали.

В настоящее время для камер хранения охлажденных про­ дуктов с температурой 0° предусмотрено охлаждение воздуха преимущественно в сухих воздухоохладителях — кондиционерах

с одноканальной подачей воздуха (всасывающих каналов не имеется). Всасывание из камеры отепленного воздуха происхо­ дит через решетку с фильтром, установленным на всасывающей стороне воздухоохладителя. Воздушное охлаждение предусмот­ рено также для камер охлаждения мяса, субпродуктов, птицы на мясоперерабатывающих предприятиях, а также для камер хранения рыбы холодного и горячего копчения, хранения ба­ лыков копченых и провесных и рыбной кулинарии на рыбопере­

рабатывающих предприятиях.

СМЕШАННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Смешанное охлаждение представляет собой соединение рас­ сольного или непосредственного охлаждения с воздушным. Ка­ меры охлаждаются от батарей (рассольных или аммиачных), расположенных в самих камерах, и от воздухоохладителей. Та­ кая система охлаждения применялась раньше на многих холо­ дильниках, но за последние 18 лет, в связи с тем, что воздушное охлаждение вызывает усиленную усушку продуктов (мяса, птицы), воздухоохладители для камер хранения сняли, оставив в них только батарейное охлаждение. В этом случае в камерах было установлено дополнительное количество батарей вместо снятых воздухоохладителей, чтобы не уменьшить поверхность

172

охлаждения. Воздухоохладители оставили только для морози­ лок и камер хранения яиц и фруктов.

В настоящее время на новых холодильниках для камер хра­ нения мороженых продуктов при температуре —18° предусмот­ рено только трубное охлаждение непосредственного охлаждения. Трубное охлаждение принято также для камер: накопительной—

при температуре 0—18е, разгрузочной и дефектных грузов—• при —18°, сортировочной и экспедиции — при температуре 0—12° и камер хранения охлажденного мяса, рыбы и прочих охлажден­ ных продуктов — при 0°.

ОХЛАЖДАЮЩИЕ БАТАРЕИ КАМЕР

По способу охлаждения различают два вида батарей — не­

посредственного охлаждения (холодильный агент кипит в самих трубах) и рассольные (в них циркулирует рассол, охлажден­

ный в испарителе). Батареи изготавливают из бесшовных труб,

причем батареи непосредственного охлаждения монтируют на сварке, а рассольные — на фланцах. Последние выпускают от­

бортованными (с отогнутыми концами наружу) с предвари­ тельно надетыми на них фланцами (рис. 88, а); соединяют тру­ бы в батареи с помощью фасонных частей — калачей (рис. 88, б).

Холодильники, построенные до 1946 г., оборудованы длинно­ шланговыми батареями, собранными из горизонтально располо­ женных труб длиной 5—6 м (рис. 88, в). Общая длина таких ба­ тарей не превышает 120 м.

Длинношланговые батареи делят на пристенные (располо­ женные у стен), потолочные (смонтированные под потолком) и пучковые (расположенные над проходами в камерах). При­ стенные и потолочные батареи изготавливают однорядными, со­ стоящими из одного ряда труб, и двухрядными — из двух ря­ дов труб. Потолочные батареи занимают значительную поверх­

ность потолка камеры. Они уменьшают емкость камеры и

создают неудобства при снятии с них снеговой шубы во время эксплуатации.

Пучковые батареи состоят из 5—6 рядов труб по высоте. Их монтируют под потолком, между колоннами (рис. 88, г). Пре­ имущество этих батарей перед потолочными состоит в том, что с пучковых батарей удобно снимать снеговую шубу, так как

основной проход в камерах обычно свободен от грузов; поэтому отпадает необходимость в укрытии штабелей грузов брезентом.

Но пучковые батареи имеют и существенный недостаток: их ре­ монт затруднен, если он связан с заваркой свища на трубе, рас­ положенной внутри пучка, или с заменой какой-либо трубы полностью. В этом случае при ремонте приходится производить вырезку ряда труб.

В морозилках и закалочных камерах цехов и фабрик моро­

женого иногда монтируют из бесшовных труб стеллажи для за-

173

наливания мороженого и замораживания птицы, рыбы и т. п. На стеллажи предварительно укладывают листы оцинкованного железа, чтобы избежать примерзания замораживаемого про­ дукта к трубам стеллажей.

В настоящее время широко применяют короткошланговые батареи, состоящие из коротких (2—3 м) труб, вертикально рас­

аммиака, что повышает их эффективность. По данным бывшего Хладпромпроекта, с 1 м2 короткошланговых батарей снимают на 12—15% больше холода, чем с 1 м2 длинношланговых батарей. Короткошланговые батареи монтируют только пристенными.

За последние годы по предложению инж. Н. Ф. Ткачева стали применять оребренные батареи. Такие батареи состоят из гладких стальных бесшовных труб с ребрами из листового

оцинкованного или декапированного железа толщиной 1—2 мм. Для изготовления ребер можно использовать также отходы же­

леза. Существует несколько типов оребренных батарей: с со­

ставными (разъемными) ребрами, с целыми ребрами и оребрен­ ные навиванием стальной ленты. Составные ребра состоят из

двух половинок, соединенных при посадке на трубы металли­

ческими скобами; для лучшего' контакта с трубами внутренние

края ребер отбортовывают. Составными ребрами можно обору­ довать гладкие батареи на действующих холодильниках.

Цельные ребра с высеченным прессом круглым отверстием внутри насаживаются на гладкие трубы до их сборки в батареи.

Для улучшения контакта цельные ребра в нескольких местах приваривают к трубам точечной сваркой. Навивание лецты на

трубы осуществляют станками при помощи особых приспособ­

лений. Этот способ производства оребренных труб наиболее механизирован и нашел широкое применение в холодильном хозяйстве. Оребрение труб целесообразно организовать на спе­ циализированных заводах, где можно будет производить и оцинковку труб для увеличения срока их службы.

За последние годы по предложению инж. Ш. Н. Кобулашвили стали применять оребренные трехтрубные батареи с внут­ ренней самоциркуляцией аммиака.

Пристенная батарея такого типа изображена на рис. 89. Она состоит из трех оребренных горизонтальных труб диамет­ ром 57 X 3,5 мм: две трубы 1 расположены в верхнем ряду, одна труба 2 — в нижнем. Трубы верхнего ряда с одной стороны вваре­ ны в горизонтальный коллектор 3, с другой — соединены между

собой калачом 7. Нижняя труба одним концом через патрубок 4

диаметром 38 X 2,25 мм соединена с коллектором 3, другим кон­ цом присоединена к калачу 7 при помощи полукалача 8 диамет­

176

175 мм. Жидкий аммиак поступает в нижнюю трубу через па­ трубок 6, через который производят и опорожнение батареи от аммиака в дренажный ресивер при снятии с нее снеговой шубы. Пары аммиака из батареи выходят во всасывающий трубопро­

вод через патрубок 5, вваренный в коллектор 3. Уровень жидко­ сти в батарее поддерживается на высоте нижней образующей коллектора 3 при помощи уровнедержателя. Жидкий аммиак за­

полняет полностью только нижнюю трубу, а верхние — свободны

Рис. 91. Каскадная батарея системы Е. С. Щербакова:

I — патрубок для входа жидкого аммиака в батарею, 2 —патрубок для отсоса паров аммиака из батареи, 8 — отбор паров аммиака из секции батареи через трубы,

4 — пароотвод, 5 — пороги каскадов, 6 — патрубок

от жидкости; последние работают за счет переброса в них жид­

кого аммиака из нижней при соответствующей тепловой на­ грузке. Увеличение тепловой нагрузки вызывает увеличение цир­ куляции жидкости и, наоборот, циркуляция уменьшается, когда

понижается тепловая нагрузка. Эту батарею можно рассматри­ вать как батарею с внутренней самоциркуляцией жидкости. Когда уровень жидкого аммиака в батарее понижается до ниж­ ней образующей полукалача 8, перебрасывание жидкости в верх­ ние трубы прекращается, и батарея начинает работать только одной нижней трубой, т. е. х/з своей поверхности.

Потолочная батарея системы инж. Ш. Н. Кобулашвили (рис. 90) состоит из группы пристенных батарей, соединенных коллекторами 3 и 9. Расстояние между центрами труб верхнего ряда 180 мм, нижнего —360 мм. Нижние трубы по отношению

к верхним расположены в шахматном порядке. Потолочные ба­ тареи монтируют над грузовым проходом с таким же уклоном, что и пристенные. Потолочные и пристенные батареи монтируют на одной высоте, на 400 мм от потолка. Расстояние от стены до оси нижней трубы пристенной батареи 250 мм. Пристенные ба­ тареи устанавливают у наружных стен.

Батарея системы инж. Е. С. Щербакова (рис. 91) работает

следующим образом. Жидкий аммиак поступает в батарею

сверху через патрубок 1, откуда аммиак движется вниз после­

довательно (каскадом) ‘по горизонтальным трубам неполным сечением 5—12%. Подойдя к порогу, жидкий аммиак перели­ вается в нижележащую трубу. Образовавшиеся пары аммиака

через пароотводящие трубы 3 поступают в трубу 4 и через па­ трубок 2, соединяющий батарею со всасывающей магистралью,

отсасываются компрессором. Остаток жидкого аммиака сли­ вается в ресивер через патрубок 6 для повторной циркуляции. Положительные особенности батареи: малоемкость по аммиаку (не более 12% емкости батареи); отсутствие гидростатического

Рис. 92. Морозильная камера с эжекторным охлаждением:

/ — пучковая батарея; 2 —вентилятор с электродвигателем; 3 — эжектор

столба жидкости, вызывающего повышение температуры кипе­ ния, хорошее отделение пара от жидкости в самой батарее (по­ этому отпадает необходимость в отделителе жидкости). Суще­ ственный недостаток батареи конструкции инж. Щербакова — необходимость применения гладких труб. Это вызвано тем, что оребрение труб значительно сократит высоту батареи и в ряде случаев не будет осуществлен самый принцип каскадности.

Для интенсификации приборов охлаждения инж. А. П. Шеф­ фером был предложен эжекторный способ охлаждения, т. е. обдувание пучковых батарей воздухом через сопла. Воздухоох­

ладитель, электродвигатель с противосыростной изоляцией, и

эжектор монтируют в верхней части камеры с таким расчетом, чтобы нагнетаемый воздух поступал из сопла в центральную часть пучковой батареи (рис. 92). Подбор оборудования эжек­ торного охлаждения и монтаж его следует производить в стро­ гом соответствии с проектом. Особое внимание должно быть об­ ращено на диаметр сопел: увеличение диаметра уменьшает ско­ рость движения воздуха и эффективность охлаждения, а уменьшение диаметра уменьшает производительность венти­ лятора.

180

Эжекторное охлаждение целесообразно применять в моро­ зильных камерах. Преимущества эжекторного охлаждения, по

сравнению с «тихим» способом, заключаются в том, что коэф­ фициент теплопередачи охлаждающих батарей возрастает

в среднем на 50%, а продолжительность замораживания мяса сокращается на 18%, причем величина естественной убыли мяса не увеличивается.

Для эффективности эксплуатации морозильных камер с эжекторным охлаждением необходимо соблюдать следующие условия:

не допускать перегрузки морозилок;

охлаждать воздух в них до загрузки продуктами;

снеговую шубу снимать с батарей каждый раз после оконча­ ния замораживания продуктов; при этом следить, чтобы иней не попадал внутрь сопел;

вентилятор включать немедленно после загрузки морозилки продуктами и выключать сразу же по окончании процесса их

замораживания.

В настоящее время Центральное конструкторское бюро холо­ дильного машиностроения (ЦКБХМ) работает над вопросом

дальнейшей интенсификации холодильной аппаратуры. В основу работ положено применение труб меньшего диаметра, которые в двухкорпусных аппаратах позволят уменьшить число ходов

жидкости, и, следовательно, гидравлическое сопротивление при

одновременном росте потерь на трение; увеличение скорости

хладоносителя и жидкости; оребрение труб накаткой, что позво­

лит значительно увеличить наружную поверхность их. До серий­ ного изготовления аммиачной аппаратуры с накатными трубами ЦКБХМ наметило провести ряд сравнительных испытаний с

целью проверки теоретически подсчитанных тепловых и гидрав­ лических характеристик.

ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛИ

Воздухоохладителями называют устройства, предназначен­

ные для охлаждения воздуха помещения с принудительным дви­

жением воздуха от вентилятора. Располагают воздухоохладители обычно в особом помещении вблизи охлаждаемых камер.

Различают два основных типа воздухоохладителей — сухие и мокрые.

Сухой воздухоохладитель (рис. 93, а) представ­ ляет собой деревянное изолированное помещение, на железном или железобетонном поддоне которого установлены рассольные

батареи или батареи непосредственного охлаждения, вблизи на­ ходится вентилятор с электродвигателем; вентилятор соединен с магистральными воздушными каналами охлаждаемого поме­ щения: по нагнетательному каналу подается охлажденный в воз­ духоохладителе воздух, а по всасывающему в воздухоохлади­ тель поступает отеплявшийся в помещении воздух для повтор-

181