10.2. Узел конденсатора и регулирующей станции (при одноступенчатом сжатии)

Один из вариантов технологической схемы такого узла приведен на рис. 10.2.

Пар ХА от узла компрессоров по нагнетательному трубопроводу (линия А, на рис. 10.1 и 10.2) поступает в конденсатор 1, который охлаждается водой.

Полученный жидкий хладагент по сливному трубопроводу 3 стекает в линейный ресивер 5.

Рис. 10.2. Схема узла конденсатора и регулирующей станции при одноступенчатом сжатии паров ХА:

1 – конденсатор; 2 – уравнительная линия; 3 – сливной трубопровод; 4 – отстойник для масла; 5 – линейный ресивер; 6 – охладитель жидкого ХА; 7 – питающий трубопровод; 8 – коллектор регулирующей станции; 9 – вентиль зарядки и подпитки.

Этот ресивер выполняет целый ряд функций:

1. Он является сборником конденсата. Благодаря этому поверхность теплообмена конденсатора не затапливается жидкостью. Для этого (в аммиачных установках) линейный ресивер устанавливается ниже конденсатора, а паровые пространства соединяют уравнительной линией 2. В таком случае жидкость стекает самотеком.

В других (чаще фреоновых) установках уравнительной линии нет. В таком случае жидкость из конденсатора выдавливается в ресивер парами ХА, где давление устанавливается несколько ниже чем в конденсаторе. Это происходит за счет работы регулирующих вентилей – РВ. Тогда взаимное расположение конденсатора и ресивера произвольно;

2. Ресивер является компенсатором неравномерности подачи рабочего тела в охлаждающие приборы потребителей. В соответствии с колебаниями тепловой нагрузки должно изменяться количество ХА, подаваемого в испарители в единицу времени. Поэтому линейный ресивер является емкостью, где скапливаются излишки ХА при снижении нагрузки и создается запас для компенсации утечек;

3. Ресивер используется как емкость для сбора рабочего тела из системы при проведении ремонта;

4. В ресивере создается гидравлический затвор, препятствующий перетеканию пара со стороны высокого давления на сторону низкого. На схеме показано, что питающий трубопровод 7 заглублен, т.е. опущен под уровень жидкости, что и препятствует прорыву пара к регулирующим вентилям РВ.

И конденсатор и ресивер оснащены сдвоенными предохранительными клапанами ПК. Выбросы от них осуществляются в специальные сборные емкости.

В аммиачных аппаратах есть отстойники 4 для масла и загрязнений.

Охладитель жидкости 6 включают в схему после ресивера. Предусмотрена обводная линия для случая работы без охладителя ХА. После охладителя жидкий ХА поступает в коллектор 8, из которого он распределяется в испарительные системы.

Регулирующие вентили РВ (ручные или автоматические) располагаются между двумя запорными. Это необходимо для ревизии и ремонта без остановки всей холодильной установки. Вентиль 9 служит для зарядки и пополнения системы хладагентом.

10.3. Узел компрессоров холодильных машин двухступенчатого сжатия

Двухступенчатое сжатие применяют для получения более низких температур холода.

С хема узла компрессоров двухступенчатой аммиачной холодильной машины, в которой используются две температуры кипения, приведена на рис. 10.3.

Рис.10.3. Технологическая схема узла компрессора аммиачной ХМ с двумя ступенями сжатия, полным промежуточным охлаждением и одной ступенью дросселирования:

1 – отделитель жидкости; 2 – компрессор низкого давления; 3, 9 – маслоотделители; 4 – промежуточный сосуд (со змеевиком); 5 – компрессор высокого давления; 6, 7 – коллекторы низкой и высокой температуры жидкости; 8 – линия подвода жидкого ХА; 10 – коллектор зарядки и пополнения системы.

В данной схеме жидкое рабочее тело охлаждается до двух разных температур, что позволяет осуществлять независимое регулирование температуры получаемого холода в широком диапазоне.

Вся рабочая жидкость поступает в узел по линии 8. Здесь она делится на три потока. Часть ее сразу поступает в коллектор 7 регулирующей станции для раздачи потребителям холода более высокой температуры – t₀₂. Другая часть через регулятор уровня (датчик уровня и соленоидный вентиль СВ₁) поступает в промежуточный сосуд для промежуточного охлаждения паров ХА после компрессора низкого давления (КНД) и охлаждения жидкого рабочего тела, протекающего по змеевику промежуточного сосуда.

Основная (бóльшая) часть жидкости проходит змеевик, где она охлаждается до температуры близкой к температуре кипения ХА при давлении в промежуточном сосуде. После этого она подается в коллектор 6 для раздачи потребителям низкой температуры t₀₁.

По правилам техники безопасности при останове компрессоров давление в промежуточном сосуде должно понижаться до давления в испарителе. Поэтому, при останове компрессоров открываются байпасы. Здесь их функции выполняют соленоидные вентили СВ₂ и СВ₃. При этом вся магистраль от испарителя до обратного клапана (ОК) соединяется с отделителем жидкости.

В данной схеме применен промежуточный сосуд со змеевиком для охлаждения жидкого рабочего тела (ХА). Но может использоваться сосуд и без змеевика.

Термодинамически более эффективна схема без змеевика, так как жидкость в змеевике охлаждается не до температуры кипения ХА в сосуде при промежуточном давлении, а до температуры на 3-5 градусов выше. Но схема со змеевиком имеет ряд практических преимуществ:

а) не контактируют жидкости и, следовательно, не загрязняется маслом поток поступающий в испарительную систему;

б) давление ХА в змеевике равно давлению конденсации, т.е. выше чем в сосуде. Это позволяет подавать жидкий ХА в удаленные здания и верхние этажи.

1Термин "переохлаждение", широко применяемый в литературе по холодильной технике, не соответствует физическому содержанию соответствующего процесса. Переохлаждением называется процесс понижения температуры, приводящий вещество в метастабильное состояние. Например, охлаждение жидкости до температуры более низкой, чем температура замерзания и т.п.

1 Отличие дефлегмации от ректификации: первый процесс протекает с отводом теплоты, второй – адиабатно. Оба аппарата обычно компонуют вместе.