
8.3 Схемы холодильных установок непосредственного охлаждения
Промышленные холодильные установки имеют сложную структуру, представлять которую в виде единой схемы при ее изучении нецелесообразно, так как это затрудняет восприятие. Поэтому холодильные установки представляются в виде отдельных блоков, содержащих функционально взаимосвязанные элементы.
Схема
с одноступенчатыми компрессорами.
В промышленных
холодильных установках обычно используют
винтовые компрессорные агрегаты, схема
с таким компрессорным агрегатом показана
на рис. 8.2.
Компрессор 2 всасывает пар из всасывающего магистрального (общего для нескольких компрессоров) трубопровода и нагнетает в маслоотделитель 3, где капли смазочного масла отделяются от пара, затем в нагнетательный коллектор, далее в испарительный конденсатор 9. Жидкий хладагент из конденсатора 9 поступает через сосуд 7 в линейный ресивер 6, а затем на распределительный коллектор регулирующей станции 10, посредством которого жидкий хладагент распределяют по испарительным системам (охлаждаемым объектам). Обратные клапаны 1 и 8 предотвращают поступление пара хладагента из магистральных всасывающего и нагнетательного трубопроводов при аварийной остановке компрессора.
Винтовой компрессорный агрегат имеет индивидуальную смазочную систему, обеспечивающую смазку, охлаждение и герметичность компрессора. Масло из маслоотделителя 3 поступает в маслоохладитель 5,затем в шестеренчатый насос 4, который нагнетает его в компрессор 2. Масло охлаждается жидким хладагентом в маслоотделителе (теплообменнике кожухотрубного типа) 5, поступающим из сосуда 7 под действием статического давления столба жидкости. Образовавшийся пар отводится через сосуд 7 в конденсатор 9.
Схема с двухступенчатыми компрессорными агрегатами. Существует несколько видов двухступенчатых компрессорных агрегатов; один из которых с двумя винтовыми компрессорами и общей смазочной системой, представлен на рис. 8.3. Компрессор ступени низкого давления 2 нагнетает пар, который охлаждается, смешиваясь с более холодным паром, поступающим из линейного ресивера 8, и всасывается компрессором ступени высокого давления 3. Последний нагнетает пар в маслоотделитель и затем - в пластинчатый конденсатор 9. Жидкий хладагент из конденсатора 9 стекает в линейный ресивер 8, из которого поступает на распределительный коллектор регулирующей станции 11. Масло из маслоотделителя 6 всасывается шестеренчатым насосом 5, который нагнетает его через маслоохладитель 4, охлаждаемый водой, в компрессоры 2 и 3.
Экономайзерная
схема винтового компрессорного агрегата.
Использование
винтового компрессора с каналом для
подвода пара хладагента при про
межуточном
давлении в полость сжатия и экономайзера
(сосуда или теплообменника) позволяет
осуществлять постоянно или по мере
необходимости двухступенчатое сжатие
посредством одного компрессора.
Экономайзерная схема винтового
компрессорного агрегата представлена
на рис. 8.4. Компрессор 2
всасывает пар
хладагента из магистрального всасывающего
трубопровода и нагнетает через
маслоотделитель 4
в магистральный
нагнетательный трубопровод. При
работающем экономайзере 7 жидкий
хладагент, поступающий из конденсатора,
перед входом в экономайзер разделяется
на два потока. Большая часть хладагента
поступает в одну полость, а меньшая –
в другую, в которой кипит, охлаждая
большую часть потока. Пар из экономайзера
отводится в компрессор при промежуточном
давлении.
Схема конденсаторов и линейного ресивера. Большинство холодильных установок содержит несколько параллельно включенных конденсаторов. Это связано с необходимостью периодически изменять их производительность, отключать отдельные аппараты с целью технического обслуживания и ремонта. Вариант схемы соединения воздушных конденсаторов и линейного ресивера показан на рис. 8.5.
Пар хладагента из компрессора поступает по нагнетательному трубопроводу 1 в конденсаторы 2. Конденсат по трубопроводу 3 стекает в линейный ресивер 5, из которого по жидкостному трубопроводу 6 направляется в элементы стороны низкого давления.
Линейный ресивер
выполняет несколько функций. Во-первых,
он является сборником конденсата,
благодаря чему жидкость не накапливается
в конденсаторе и не затапливает его
теплопередающую поверхность. Удаление
жидкости из конденсатора обеспечивается
тем, что он располагается выше линейного
ресивера и их паровые пространства
соединены уравнительным трубопроводом
4. Во-вторых,
он компенсирует неравномерность объемной
подачи хладагента во времени, связанную
с неравномерностью тепловой нагрузки.
В-третьих, он создает гидравлический
затвор, препятствующий поступлению
пара со стороны высокого давления на
сторону низкого давления и
нарушению
режима работы холодильной установки.
Гидравлический затвор образуется в
результате заглубления участка трубы
6, по которой жидкий хладагент подается,
например на распределительный коллектор.
В-четвертых, он может хранить запас
хладагента для компенсации текущих его
потерь.
Схема
комбинированной установки с режимом
охлаждения и обогрева.
Такие установки
стали применяться сравнительно недавно.
Работа их эффективна, так как они работает
одновременно в режиме охлаждения одного
объекта и обогрева другого, например
пола под холодильником. Схема
комбинированной установки с режимом
показана на рис. 8.6.
В режиме обогрева установка работает так. Часть горячего пара, нагнетаемого холодильным компрессором 1, поступает в тепломассообменный аппарат 5. Пар из него всасывается компрессором 10 и нагнетается в конденсатор 11. Конденсат поступает в ресивер 12, а затем часть потока через вентили соленоидный 9 и регулирующий 8 – в холодильный контур (в конденсатор 4) и другая часть потока через вентили соленоидный 7 и регулирующий 6 в аппарат 5.