- •Компрессорно-конденсаторные агрегаты
- •Открытые агрегаты типа фак
- •Агрегаты средней и большой производительности
- •Комплексные агрегаты
- •Глава 12. Абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины
- •Абсорбционные холодильные машины
- •Пароэжекторные холодильные машины
- •Раздел II холодильники и холодильные установки
- •Глава 13. Холодильники
- •Типы холодильников и их особенности
- •Определение емкости и основных размеров помещений холодильников
- •Планировка холодильников
- •Общие требования к планировке холодильников
- •Типовые планировки холодильников
- •Требования к машинным отделениям холодильников
- •Требования к планировкам холодильников торговых предприятий
- •Грузовой фронт холодильников
- •Изоляционные материалы холодильников Теплоизоляционные материалы
- •Паро- и гидроизоляционные материалы
- •Изоляционные конструкции ограждений холодильника
- •Расчет толщины теплоизоляционного слоя
- •Глава 14. Способы охлаждения камер
- •Непосредственное охлаждение
- •Охлаждение посредством жидкого хладоносителя
- •Расположение охлаждающих приборов в камерах
- •Выбор системы охлаждения
- •Устройства для замораживания продуктов
- •Глава 15. Схемы холодильных компрессорных машин и установок
- •Схемы агрегатированных холодильных машин Схемы малых холодильных машин
- •Схемы средних и крупных аммиачных холодильных установок
- •Схемы систем с жидким хладоносителем
- •Глава 16. Расчет теплопритоков в камеры холодильника и выбор холодильного оборудования
- •Расчет теплопритоков в камеры холодильника
- •Теплопритоки через ограждения
- •Теплопритоки от продуктов
- •Теплопритоки с наружным воздухом при вентиляции камер
- •Эксплуатационные теплопритоки
- •Теплопритоки от плодов и овощей в результате их «дыхания»
- •Расчет и подбор холодильного оборудования
- •Расчет и подбор малых агрегатированных холодильных машин
- •Глава 17. Торговое холодильное оборудование
- •Сборные холодильные камеры
- •Холодильные шкафы
- •Охлаждаемые витрины и прилавки
- •Охлаждаемые торговые автоматы
- •Глава 18. Кондиционирование воздуха
- •Тепловой и влажностный баланс помещения
- •Схемы установок кондиционирования воздуха
- •Выбор расчетных параметров воздуха
- •Системы кондиционирования воздуха
- •Центральная система
- •Глава 19. Производство и применение водного и сухого льда
- •Сухой лед
- •Раздел III эксплуатация холодильных установок
- •Глава 20. Организация эксплуатации
- •Глава 21. Оптимальный режим работы холодильной установки
- •Глава 22. Пуск, остановка и обслуживание холодильной установки
- •Особенности пуска и обслуживания установок двухступенчатого сжатия
- •Обслуживание теплообменных аппаратов
- •Обслуживание вспомогательных аппаратов
- •Особенности эксплуатации фреоновых холодильных установок
- •Глава 23. Основные отклоненияот оптимального режима в работе холодильных установок и способы их устранения
- •Глава 24. Вспомогательные работы при обслуживании холодильных установок
- •Добавление холодильного агента
- •Удаление масла из системы
- •Выпуск воздуха из системы
- •Глава 25. Техническая отчетность по эксплуатации холодильных установок
- •Раздел IV холодильный транспорт
- •Глава 26. Железнодорожный холодильный транспорт
- •Вагоны-ледники
- •Вагоны и поезда-рефрижераторы
- •Глава 27. Автомобильный холодильный транспорт
- •Глава 28. Водный холодильный транспорт
- •Глава 29. Холодильный транспорт других видов
- •Приложения
Глава 21. Оптимальный режим работы холодильной установки
Оптимальный режим работы всей установки определяется установлением определенных перепадов температур в теплообменных аппаратах и экономичного режима работы компрессора.
Основными параметрами, определяющими условия работы холодильной машины, являются температуры кипения, всасывания, конденсации, переохлаждения и нагнетания.
Температура кипения. Температуру кипения to определяют по мановакуумметру, присоединенному к всасывающему трубопроводу компрессора. Мановакуумметр имеет две шкалы и показывает давление в испарителе и соответствующую ему температуру кипения жидкости. С понижением температуры кипения холодопроизводительность установки, а также мощность, потребляемая компрессором, значительно уменьшаются (см. рис. ).
При изменении температуры кипения в среднем на 1° С холодопроизводительность компрессора изменяется на 4—5%, потребляемая мощность — на 2% и удельный расход электроэнергии — на 2—3%.
Понижение температуры обусловливается увеличением удельного объема пара, образовавшегося в испарителе, что приводит к уменьшению массового расхода холодильного агента, засасываемого компрессором, изменением степени сжатия в компрессоре, в результате чего снижается коэффициент подачи и уменьшается массовый расход перекачиваемого холодильного агента, увеличением парообразования в регулирующем вентиле, в связи с чем уменьшается холодопроизводительность 1 кг холодильного агента, а также повышением отношения давления нагнетания к давлению всасывания, вследствие чего возрастает работа на сжатие 1 кг холодильного агента, что требует дополнительного расхода электроэнергии.
При нормальной эксплуатации температурный напор, т. е. разность между температурами воздуха в охлаждаемом объекте и кипения холодильного агента или хладоносителя, принимают 7—10° С. В некоторых случаях экономически оправданными являются напоры 5° С (для камер охлаждения фруктов) и 12—20° С (судовые и бытовые установки).
Для испарителей разность между средней температурой охлаждаемой жидкости и температурой кипения холодильного агента поддерживается 4—6° С.
При эксплуатации величина температурного напора зависит в основном от состояния теплопередающей поверхности, уровня заполнения испарителя холодильным агентом и соответствия между производительностями компрессоров и испарителей.
Температура кипения зависит от числа камер, подключенных к компрессору, и теплопритока к батареям. При отключении отдельных камер во время работы компрессора уменьшается поверхность испарительной системы и понижаются температуры кипения.
Температура всасывания. Температуру всасывания компрессора определяют по термометру, установленному на всасывающем трубопроводе компрессора. Перегрев пара, всасываемого в компрессор, т. е. разность между температурами всасывания и кипения, является независимым, самоустанавливающимся параметром. Для аммиачных холодильных установок оптимальным является перегрев 5—15° С, а для фреоновых холодильных установок, оборудованных теплообменниками,— 10—45° С. Для низкотемпературных холодильных установок, снабженных несколькими теплообменниками, этот перегрев может быть значительно выше. В большинстве случаев перегрев пара холодильного агента в испарителе нежелателен. Однако в испарителях с терморегулирующими вентилями (в малых холодильных машинах) устанавливается минимальный перегрев, необходимый для работы терморегулирующих вентилей, 3—4° С.
Производительность терморегулирующих вентилей зависит, во-первых, от его настройки (натяжения пружины) и, во-вторых, от перегрева выходящего пара. При изменении температуры кипения производительность терморегулирующего вентиля не постоянна, так как с понижением давления, действующего на чувствительный элемент, клапан прикрывается.
Увеличение перегрева свидетельствует о недостаточной подаче жидкого холодильного агента в испарительную систему. В этом случае заполнение охлаждающих приборов уменьшается, в результате чего снижается экономичность работы холодильной установки.
Если в испарительную систему подается больше жидкого холодильного агента, чем его испаряется, то повышается уровень жидкого холодильного агента и часть его поступает во всасывающий трубопровод и в компрессор, что приводит к гидравлическому удару.
Температура конденсации. Температуру конденсации tк определяют по манометру, установленному на нагнетательной стороне холодильной установки. Манометр показывает давление конденсации и соответствующую ему температуру. Давление и температура конденсации зависят от расхода и температуры воды или воздуха, поступающих на конденсатор.
Разность между температурой конденсации и средней температурой воды составляет
4—6° С.
Нагрев воздуха в воздушных конденсаторах равен 5—6°С, а температурный перепад — 6—10° С. Верхний предел температуры конденсации для аммиачных компрессоров по ГОСТ 6492—68 составляет 40° С.
Повышение температуры конденсации на 1°С приводит к снижению холодопроизводительности на 1—2%, увеличению мощности на 1—1,5% и возрастанию удельного расхода электроэнергии на 2—2,5%. Это объясняется увеличением отношения давления нагнетания к давлению всасывания, в результате чего уменьшается коэффициент подачи компрессора, а также происходит перерасход электроэнергии.
Температура конденсации определяется расходом и температурой охлаждающей воды (воздуха), состоянием теплопередающей поверхности и соотношением включенных конденсаторов и компрессоров. Температуру конденсации можно понизить или включением дополнительных конденсаторов, или отключением части работающих компрессоров в случае, когда давление конденсации приближается к предельному значению.
Температура переохлаждения. Температура переохлаждения жидкого холодильного агента определяется разностью между температурами конденсации и холодильного агента перед регулирующим вентилем. Процесс переохлаждения происходит в теплообменных аппаратах, конденсаторах, переохладителях, теплообменниках и промежуточных сосудах.
С понижением давления и температуры кипения жидкого холодильного агента, проходящего через регулирующий вентиль, одновременно происходит частичное Парообразование, которое обусловливает уменьшение холодопроизводительности. Чем ниже температура поступающей жидкости, тем меньше потери в регулирующем вентиле, т. е. ее парообразование.
При переохлаждении аммиака на 1°С холодопроизводительность повышается на 0,4%.
Включение переохладителя приводит к увеличению холодопроизводительности установки без затрат электроэнергии на работу компрессора.
При эксплуатации холодильной установки температура переохлаждения холодильного агента должна быть на —3°С выше температуры воды, поступающей в переохладитель.
В двухступенчатых холодильных установках дополнительное переохлаждение жидкого холодильного агента происходит в змеевике промежуточного сосуда. Температура жидкого холодильного агента, выходящего из змеевика промежуточного сосуда, на 2—3°С выше промежуточной температуры.
Вода, подающаяся на конденсатор, обычно поступает начала на переохладитель, а затем на конденсатор, значительное переохлаждение может происходить в случае подачи на переохладитель холодной артезианской воды.
Температура нагнетания. Температуру нагнетания tнаг определяют по термометру, установленному на нагнетательном трубопроводе компрессора. Температура нагнетания зависит в основном от температур кипения и конденсации, а также от величины перегрева пара на всасывании. Значения температур нагнетания в зависимости от температур кипения и конденсации аммиачного компрессора приведены в табл. .
Температура нагнетания для аммиачных тихоходных горизонтальных компрессоров не более 135° С, а для блок-картерных и оппозитных не более 150° С. Температура нагнетания у поршневых компрессоров, работающих на фреоне R12, не выше 125° С.
Для ротационных компрессоров, работающих на аммиаке и R22, максимально допустимые температуры нагнетания не превышают 110° С.
При высоких температурах нагнетания холодильного агента образуется нагар масла в цилиндрах компрессора и возможна вспышка масла, уменьшается вязкость масла, что приводит к износу трущихся деталей.
При высокой температуре нагнетания значительно испаряется масло и повышается его унос из компрессора в систему, что ухудшает работу теплообменных аппаратов и увеличивает расход смазочного масла. Температуру нагнетания для аммиачных поршневых компрессоров холодильной установки можно приближенно определить по зависимости
где t0 — абсолютное значение температуры кипения, оС.
По этой зависимости можно получить удовлетворительные результаты при изменении температур кипения от —5 до —25° С и конденсации от 25 до 40° С, а также при перегреве пара на всасывании от 5 до 15° С.
Значения перегрева нагнетания для фреоновых компрессоров, работающих с перегревом на всасывающей стороне на 20° С, приведены в табл. .
Таблица
Примечание. В числителе указана величина перегрева для компрессора, работающего на R12, в знаменателе — на R22.
Таблица