Устройство холодильного оборудования. Схема холодильной установки

Схемы холодильных установок

Схемы холодильных установок должны обеспечивать: гибкость в процессе поддержания заданного режима, возможность быстрого переключения машин и аппаратов, простоту обслуживания и легкость монтажа, безопасность обслуживающего персонала и длительную безаварийную работу оборудования.

При графическом изображении схем холодильных установок различают принципиальные схемы, на которых оборудование и трубопроводы показаны без увязки с их пространственным положением, и монтажные схемы, на которых указано расположение оборудования в помещениях холодильных станций. Монтажные схемы должны быть полными, в принципиальных — часть линий и вспомогательного оборудования отсутствует, цель этого вида схем — уяснение принципа работы установки.

Рис. 105. Монтажная схема аммиачной холодильной установки непосредственного испарения:

1 — маслосборник, 2 — кожухотрубный конденсатор, 3 — ресивер, 4 — коллектор аварийного выпуска аммиака, 5 — маслоотделитель, 6 — четырехцилиндровые компрессоры, 7 — манометры (на щите), 8 — воздухоотделитель, 9 — поплавковый регулирующий вентиль с аммиачным фильтром, 10 — промежуточный сосуд, 11 — трубопровод от отделителя жидкости, 12 — термометры, 13 — запорные вентили, 14 — двухцилиндровый компрессор, 15 — дренажный ресивер

На рис. 105 изображена монтажная схема аммиачной холодильной установки непосредственного испарения, на которой в аксонометрических проекциях изображены все ее трубопроводы (кроме водяных). Эта схема дает наглядное представление о взаимном расположении машин и аппаратов, пространственном положении связывающих их трубопроводов, местонахождении запорной арматуры, регулирующих станций и средств автоматизации.

Рис. 106. Схема фреоновой турбокомпрессорной холодильной машины:

1 — турбокомпрессор, 2 — конденсатор, 3 — поплавковый бак, 4 — испаритель

На рис. 106 представлена схема фреоновой турбокомпрессорной холодильной машины. Пары фреона-12 из испарителя 4 поступают в турбокомпрессор 1 и направляются в конденсатор 2 испарительно-конденсаторного агрегата. Из конденсатора жидкий фреон стекает в камеру высокого давления поплавкового бака 3. Поплавковый регулирующий вентиль ПРВ этой камеры дросселирует фреон до давления нагнетания первой ступени турбокомпрессора, перепуская фреон в камеру низкого давления. Образовавшиеся при дросселировании пары фреона отсасываются второй ступенью. В камере низкого давления жидкий фреон вторично дросселируется и направляется в испаритель. ПРВ поплавкового бака регулирует уровень жидкого фреона «до себя», поэтому из конденсатора полностью сливается жидкий фреон и исключается возможность прорыва паров фреона в испаритель.

Следующие две схемы — холодильные установки, работающие в производстве этилена, который выделяется из пиролизного газа. Сначала газ очищают от примесей, затем  сжимают  шестиступенчатым компрессором и направляют в систему газоразделения, в которой предусмотрена каскадная холодильная установка на пропилене и этилене со следующими температурами испарения: —37, —18, +6° С для пропилена (верхняя ветвь каскада) и —56, —70,—98°С для этилена (нижняя ветвь каскада).

В этой установке газы последовательно охлаждаются до температуры —90° С. Все компоненты пиролизного газа, кроме метана и водорода, сжижаются. Затем, используя разность температур кипения углеводородов, производят последовательную отпарку бутановой, пропан-пропиленовой и этанэтиленовой фракций, причем в некоторых аппаратах в качестве греющего агента используют пары пропилена и этилена, сжатые в турбокомпрессорах. Таким образом, каскадная холодильная машина цеха разделения газов пиролиза работает также и в качестве теплового насоса.

Рис. 107. Принципиальная схема трехступенчатой пропиленовой холодильной установки с t0 = — 37, —18 и +6° С:

1 — конденсатор, 2 — каплеотделители, 3 - турбокомпрессор, 4 — метановая колонна, 5 этиленовая колонна 6 — сепаратор 7, 10, 12 — потребители холода —37, —18 и +6°С; 8, 11, 11 — переохладители, 9, 13 — промсосуды, 15 — ресивер

Трехступенчатая пропиленовая холодильная установка (рис. 107) работает так: после III ступени турбокомпрессора 3 при температуре 65° С и давлении 15 ат пропилен конденсируется в водяном конденсаторе 1 (основная часть). Другая часть пропилена идет на конденсацию в кипятильник метановой колонны 4, откуда направляется в промежуточный сосуд 13 изотермы 6° С (т. е. по отношению к метановой колонне эта установка работает в режиме теплового насоса).

Пропилен из конденсатора 1 проходит ресивер 15, переохладитель 14 и поступает в промежуточный сосуд III ступени 13 и частично—потребителям холода 6° С 12. Пары пропилена от потребителей через промежуточный сосуд III ступени идут на всасывание III ступени компрессора. Жидкий пропилен из промежуточного сосуда 13 проходит переохладитель 11 и дросселируется потребителем холода —18° С (давление 3,3 ат) 10. Пары пропилена, образующиеся при дросселировании жидкости, поступающей в промежуточный сосуд 9, вместе с парами пропилена, идущими от потребителей холода, работающих на изотерме —18° С, поступают частично на всасывание II ступени турбокомпрессора и частично в кипятильник этиленовой колонны 5.

Жидкий пропилен из промежуточного сосуда 9 проходит переохладитель 8 и дросселируется потребителями холода — 37° С (давление 1,6 ат) 7. Испарившийся при этих условиях пропилен через сепаратор 6 идет на всасывание I ступени. На каждой ступени имеются каплеотделители 2, в которые предусмотрен впрыск жидкого пропилена при срабатывании системы антипомпажной защиты турбокомпрессора.

Инертные газы выводятся через воздухоотделитель, расположенный на ресивере.

Контрольные вопросы 1. Что такое монтажная и принципиальная схемы?

2. Перечислите  основные  требования  к  схемам  холодильных  установок.

3. Расскажите по схеме о работе холодильной установки.

4. Поясните работу каскадной холодильной установки.

5. Расскажите о схемах   подачи   хладагента   в испарительные   системы.

6. Каким требованиям должны отвечать такие схемы?

7. Что вы знаете о насосных и безнасосных схемах подачи  хладагента?

8. В чем различия между открытой и закрытой схемой подачи хладоносителя?

9. Расскажите о назначении расширительного бака.

10. Перечислите принципы компоновки оборудования холодильных станций.

www.stroitelstvo-new.ru

5.2. Схемы холодильных установок | Промышленные холодильные установки

Принципиальные схемы холодильных машин, рассмотренные выше, включают только основное оборудование, предназначенное для производства искусственного холода. Такие схемы дают четкое представление о принципе действия холодильных машин. Практически любая реальная холодильная установка, кроме основного оборудования, включает вспомогательное, предназначенное для повышения эффективности и безопасности ее работы. Схема холодильной установки, дающая представление о наличии компрессоров, теплообменных аппаратов, приборов автоматики и других элементов оборудования, необходимых для ее нормальной эксплуатации, а также об их взаимном расположении, называется функциональной схемой.

    В работе холодильных установок имеются особенности, значительно усложняющие деятельность обслуживающего персонала:    большое количество охлаждаемых объектов, нередко находящихся на значительном удалении от машинного отделения;    разветвленные системы трубопроводов;    применение токсичных холодильных агентов, например аммиака;    возможность резких колебаний тепловых нагрузок.

В связи с этим схема холодильной установки должна отвечать следующим требованиям:    обеспечивать поддержание заданного температурного режима в охлаждаемых объектах и иметь возможность переключения машин и аппаратов для изменения условий их работы или замены в случае неполадок или ремонта;    обеспечивать безопасность обслуживающего персонала и долговечность установленного оборудования;    быть по возможности простой, наглядной и удобной в обслуживании, способствовать осуществлению быстрых и безошибочных переключений и иных эксплуатационных манипуляций;    обеспечивать хорошую подачу жидкого хладагента или хладоносителя в охлаждающие приборы и интенсивную теплоотдачу от их поверхности;    иметь малую вместимость системы по хладагенту;    способствовать эффективному удалению из системы вредных примесей: воздуха, масла, грязи, влаги, а также инея с поверхности охлаждающих приборов;    быть подготовленной к частичной или полной автоматизации;    иметь невысокую стоимость монтажа и эксплуатации.

В последнее время в связи с активным внедрением средств автоматизации на холодильных установках особое значение приобретает требование ее подготовленности к этому процессу (автоматизации). Речь идет о комплексе мероприятий по повышению безопасности эксплуатации хо-лодильных установок. Эти мероприятия связаны в первую очередь с совершенствованием схем, которые исключали бы возникновение опасных режимов работы в условиях переменных тепловых нагрузок. В противном случае приборы защитной автоматики будут часто выключать работающие компрессоры. Таким образом, безопасность и стабильность работы установки должна обеспечиваться правильным схемным решением, а приборы автоматики играют здесь лишь вспомогательную роль. В системах централизованного хладоснабжения особое внимание уделяется совершенствованию узла отделителя жидкости или сосуда, его заменяющего, на всасывающей стороне компрессоров.

    Учитывая недостатки централизованного хладоснабжения (большую протяженность и разветвленность трубопроводов, значительную вместимость систем по хладагенту, сложность автоматизации), в последнее время стали активно применяться системы децентрализованного хладоснабжения, когда каждая холодильная камера обслуживается отдельной автономной холодильной установкой.    Холодильные установки децентрализованных систем охлаждения имеют следующие преимущества:    возможность выпуска холодильной машины полной заводской готовности;     машина представляет собой единый блок, в котором собраны холодильное оборудование и станция управления, включающая систему автоматики, защиты и сигнализации, а также электросиловое оборудование;   блочная машина может быть полностью автоматизирована и работать без постоянного присутствия обслуживающего персонала по принципу периодического обслуживания;    машина имеет дозированную заправку холодильным агентом, что повышает безопасность ее работы;    длина трубопроводов невелика;    для размещения машин не требуется строительства специального помещения, они могут быть установлены под легким навесом.

Децентрализованные системы хладоснабжения хорошо зарекомендовали себя на холодильниках фруктоовощехранилищ вместимостью до 2000 т. В ближайшие 10—15 лет планируется строительство более крупных холодильников с децентрализованным холодоснабжением.

    Еще одним направлением в развитии и совершенствовании схем холодильных установок является создание компаундных схем, в которых циркуляционные ресиверы, работающие при более высоком давлении кипения, используются одновременно как промежуточные сосуды. Достоинством компаундных схем является уменьшение числа аппаратов, элементов автоматики, упрощение обслуживания.

    Централизованные системы хладоснабжения в зависимости от вида охлаждающей среды делятся на системы непосредственного охлаждения и охлаждения хладоносителем. Принципиальные схемы обоих способов охлаждения представлены на рис. 63.

Область применения той или иной системы определяется свойственными ей особенностями. Система непосредственного охлаждения проще по оборудованию, требует меньших первоначальных затрат. Кроме того, этой системе соответствуют и меньшие затраты энергии на выработку холода, так как для получения одной и той же температуры в охлаждаемом объекте температура кипения t0 при непосредственном охлаждении в среднем на 5 °С выше, чем при охлаждении хладоносителем, из-за дополнительной разности температур в испарителе. К недостаткам систем непосредственного охлаждения относятся: значительное количество хладагента в системе и опасность его попадания в производственные помещения при нарушениях герметичности системы; трудность регулирования, подачи и распределения хладагента по охлаждаемым помещениям при переменных тепловых нагрузках, в результате чего возникает недостаток хладагента в приборах одних помещений и переполнение — в приборах других помещений, следствием чего являются «влажный ход» компрессора и гидравлические удары.

    Недостатки, свойственные системам непосредственного охлаждения, можно устранить, применяя приборы автоматического регулирования и защиты, а также схемы, в которых значительно уменьшена опасность гидравлического удара. Поэтому в настоящее время в основном применяется система непосредственного охлаждения, как более экономичная по капитальным и эксплуатационным затратам и имеющая более длительный срок эксплуатации, чем система охлаждения хладоносителем. Однако в некоторых случаях применение систем с хладоносителем считается более целесообразным, например, когда система непосредственного охлаждения не может быть использована по условиям безопасности для людей, находящихся в помещениях обработки или хранения продукции; когда разветвленную охлаждающую систему в случае непосредственного охлаждения пришлось бы заполнять сравнительно дорогостоящим рабочим телом, например хладоном; когда попадание хладагента в охлаждаемое вещество (или наоборот) из-за возможных неплотностей в аппаратах может привести к существенному изменению качества этих сред.

    Схема любой холодильной установки состоит из нескольких узлов, которые имеют свои специфические особенности. Такое рассмотрение удобно для выявления общих закономерностей, присущих каждому узлу (см. рис. 63).

5.2.1. Узел подключения компрессоров

5.2.2. Узел конденсатора и регулирующей станции

5.2.3. Узел испарительной системы непосредственного охлаждения

5.2.4. Система охлаждения хладоносителем

x-world5.com

Устройство холодильной машины

Охлаждение различных объектов – продуктов питания, воды, других жидкостей, воздуха, технических газов и др. до температур ниже температуры окружающей среды происходит с помощью холодильных машин различных типов. Холодильная машина по большому счету не производит холод, она является лишь своеобразным насосом, который переносит теплоту от менее нагретых тел к более нагретым. Основан же процесс охлаждения на постоянном повторении т.н. обратного термодинамического или другими словами холодильного цикла. В самом распространенном парокомпрессионном холодильном цикле перенос теплоты происходит при фазовых превращениях хладагента – его испарении (кипении) и конденсации за счет потребления подведенной извне энергии. 

Основными элементами холодильной машины, с помощью которых реализуется ее рабочий цикл, являются:

• компрессор – элемент холодильного цикла, обеспечивающий повышение давления хладагента и его циркуляцию в контуре холодильной машины;
• дросселирующее устройство (капиллярная трубка, терморегулирующий вентиль) служит регулирования количества хладагента, попадающего в испаритель в зависимости от перегрева на испарителе.
• испаритель (охладитель) – теплообменник, в котором происходит кипение хладагента (с поглощением тепла) и непосредственно сам процесс охлаждения;
• конденсатор – теплообменник, в котором в результате фазового перехода хладагента из газообразного состояния в жидкое, отведенная теплота сбрасывается в окружающую среду.

При этом необходимо наличие в холодильной машине других вспомогательных элементов, – электромагнитные (соленоидные) вентили, контрольно-измерительные приборы, смотровые стекла, фильтры-осушители и т.д. Все элементы соединены между собой в герметичный внутренний контур с помощью трубопроводов с теплоизоляцией. Контур холодильной машины заполняется хладагентом в необходимом количестве. Основной энергетической характеристикой холодильной машины является холодильный коэффициент, который определяется отношением количества тепла, отведенного от охлаждаемого источника, к затраченной энергии.

Холодильные машины в зависимости от принципов работы и применяемого хладагента бывают нескольких типов. Наиболее распространенные парокомпрессионные, пароэжекторные, абсорбционные, воздушные и термоэлектрические.

Хладагент

Хладагент – рабочее вещество холодильного цикла, основной характеристикой которого является низкая температура кипения. В качестве хладагентов чаще всего применяют различные углеводородные соединения, которые могут содержать атомы хлора, фтора или брома. Также хладагентом могут быть аммиак, углекислый газ, пропан и т.д. Реже в качестве хладагента применяют воздух. Всего известно около сотни типов хладагентов, но изготавливается промышленным способом и широко применяется в холодильной, криогенной технике, кондиционировании воздуха и других отраслях всего около 40. Это R12, R22, R134A, R407C, R404A, R410A, R717, R507 и другие. Основная область применения хладагентов – это холодильная и химическая промышленность. Кроме того, некоторые фреоны используют в качестве пропеллентов при производстве различной продукции в аэрозольной упаковке; вспенивателей при производстве полиуретановых и теплоизолирующих изделий; растворителей; а также в качестве веществ, тормозящих реакцию горения, для систем пожаротушения различных объектов повышенной опасности – тепловых и атомных электростанций, гражданских морских судов, боевых кораблей и подводных лодок.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ)

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – один из основных компонентов холодильных машин, известен как наиболее распространенный элемент для дросселирования и точного регулирования подачи хладагента в испаритель. ТРВ использует в качестве регулятора расхода хладагента клапан игольчатого типа, примыкающий к основанию тарельчатой формы. Количество и расход хладагента определяется проходным сечением ТРВ и зависит от температуры на выходе из испарителя. При изменении температуры хладагента на выходе из испарителя, давление внутри этой системы меняется. При изменении давления меняется проходное сечение ТРВ и, соответственно, меняется расход хладагента. 

Термосистема заполнена на заводе-изготовителе точно определенным количеством того же хладагента, который является рабочим веществом данной холодильной машины. Задача ТРВ – дросселирование и регулирование расхода хладагента на входе в испаритель таким образом, чтобы в нем наиболее эффективно проходил процесс охлаждения. При этом хладагент должен полностью перейти в парообразное состояние. Это необходимо для надежной работы компрессора и исключения его работы т.н. «влажным» ходом (т.е. сжатие жидкости). Термобаллон крепится на трубопровод между испарителем и компрессором, причем в месте крепления необходимо обеспечить надежный термический контакт и теплоизоляцию от воздействия температуры окружающей среды. Последние 15-20 лет в холодильной технике стали получать широкое распространение электронные ТРВ. Они отличаются тем, что у них отсутствует выносная термосистема, а ее роль играет терморезистор, закрепленный на трубопроводе за испарителем, связанный кабелем с микропроцессорным контролером, который в свою очередь управляет электронным ТРВ и вообще всеми рабочими процессами холодильной машины.

Соленоидный вентиль

Соленоидный вентиль служит для двухпозиционного регулирования («открыто-закрыто») подачи хладагента в испаритель холодильной машины либо для открытия-закрытия от внешнего сигнала определенных участков трубопроводов. При отсутствии питания на катушке тарелка клапана под воздействием специальной пружины удерживает соленоидный вентиль закрытым. При подаче питания сердечник электромагнита, соединенный  штоком с тарелкой, преодолевает усилие пружины, втягивается в катушку, тем самым приподнимая тарелку и открывая проходное сечение вентиля для подачи хладагента.

Смотровое стекло

Смотровое стекло в холодильной машине предназначено для определения:

1. состояния хладагента;
2. наличие влаги в хладагенте, которое определяется цветом индикатора.

Смотровое стекло обычно монтируют в трубопроводе на выходе из накопительного ресивера. Конструктивно смотровое стекло представляет собой металлический герметичный корпус с окном из прозрачного стекла. Если при работе холодильной машины в окне наблюдается поток жидкости с отдельными пузырями парообразного хладагента, то это может свидетельствовать о недостаточной заправке или других неисправностях в ее функционировании. Может устанавливаться и второе смотровое стекло на другом конце указанного выше трубопровода, в непосредственной близости от регулятора расхода, которым может быть соленоидный вентиль, ТРВ или капиллярная трубка. Цвет индикатора показывает наличие или отсутствие влаги в холодильном контуре.

Фильтр-осушитель

Фильтр-осушитель или цеолитовый патрон еще один важный элемент контура холодильных машин. Он необходим для удаления влаги и механических загрязнений из хладагента, тем самым защищая от засорения ТРВ. Обычно он монтируется с помощью паяных или штуцерных соединений непосредственно в трубопровод между конденсатором и ТРВ (соленоидным вентилем, капиллярной трубкой). Чаще всего конструктивно представляет собой отрезок медной трубы диаметром 16…30 и длиной 90…170 мм, закатанный с обеих сторон и с присоединительными патрубками. Внутри по краям установлены две металлические фильтрующие сетки, между которыми расположен гранулированный (1,5…3,0 мм) адсорбент, обычно это синтетический цеолит. Это т.н. разовый фильтр-осушитель, но существуют многоразовые конструкции фильтров с разборным корпусом и резьбовыми трубопроводными соединениями, требующими только время от времени замены внутреннего цеолитового картриджа. Замена разового фильтра- осушителя или картриджа необходима после каждого вскрытия внутреннего контура холодильной машины. Существуют одно-направленные фильтры, предназначенные для работы в системах «только холод» и дву-направленные, используемые в агрегатах «тепло-холод».

Ресивер

Ресивер – герметичный цилиндрический накопительный бак различной емкости, изготовленный из стального листа, и служащий для сбора жидкого хладагента и его равномерной подачи к регулятору расхода (ТРВ, капиллярная трубка) и в испаритель. Существуют ресиверы как вертикального, так и горизонтального типа. Различают линейные, дренажные, циркуляционные и защитные ресиверы. Линейный ресивер устанавливается с помощью паяных соединений в трубопровод между конденсатором и ТРВ и выполняет следующие функции:

• обеспечивает непрерывную и бесперебойную работу холодильной машины при различных тепловых нагрузках;
• является гидравлическим затвором, препятствующим попаданию пара хладагента в ТРВ;
• выполняет функцию масло- и воздухоотделителя;
• освобождает трубы конденсатора от жидкого хладагента.

Дренажные ресиверы служат для сбора и хранение всего количества заправленного хладагента на время ремонтных и сервисных работ, связанных с разгерметизацией внутреннего контура холодильной машины. 

Циркуляционные ресиверы применяют в насосно-циркуляционных схемах подачи жидкого хладагента в испаритель для обеспечения непрерывной работы насоса и монтируют в трубопровод после испарителя в точку с самой низкой отметкой по высоте для свободного слива в него жидкости.

Защитные ресиверы предназначены для безнасосных схем подачи фреона в испаритель, их устанавливают совместно с отделителями жидкости во всасывающий трубопровод между испарителем и компрессором. Они служат для защиты компрессора от возможной работы «влажным» ходом.

Регулятор давления

Регулятор давления – автоматически управляемый регулирующий клапан, применяемый для снижения либо поддержания давления хладагента путем изменения гидравлического сопротивления потоку проходящего через него жидкого хладагента. Конструктивно состоит из трех основных элементов: регулирующего клапана, его исполнительного механизма и измерительного элемента. Исполнительный механизм непосредственно воздействует на тарелку клапана, изменяя или закрывая проходное сечение. Измерительный элемент сравнивает текущее и заданное значение давления хладагента и формирует управляющий сигнал для исполнительного механизма регулирующего клапана. В холодильной технике существуют регуляторы низкого давления, чаще называемые прессостатами. Они управляют давлением кипения в испарителе, их устанавливают во всасывающий трубопровод за испарителем. Регуляторы высокого давления называют маноконтроллерами. Их чаще всего применяют в холодильных машинах с воздушным охлаждением конденсатора для поддержания минимально необходимого давления конденсации при понижении температуры наружного воздуха в переходный и холодный период года, обеспечивая тем самым т.н. зимнее регулирование. Маноконтроллер устанавливают в нагнетательный трубопровод между компрессором и конденсатором.

Специалисты рекомендуют

Вернуться

www.promventholod.ru

Схемы узлов холодильных установок | Холод

25.04.2016

Схема холодильной установки – это упрощенное изображение холодильной системы (реальной или проектируемой), позволяющее оценить количество элементов и их взаимное расположение, благодаря которым осуществляется стабильная и безопасная работа агрегатов. Из-за большого числа объектов охлаждения, часто располагающихся далеко от машинного отделения, сложной системы трубопроводов, использования токсичных хладагентов и других факторов обслуживание промышленных холодильных установок значительно усложняется. Грамотное проектирование холодильных установок позволяет поддерживать заданный температурный режим в охлаждаемых объектах, дает возможность изменять условия работы отдельных агрегатов и осуществлять их ремонт в случае различных неполадок.

 

Наглядная и простая схема узлов холодильных установок обеспечивает безопасность обслуживающего персонала и долговечность используемого оборудования, способствует быстрой эффективной работе с минимальным количеством ошибок. В случае перемены тепловых нагрузок эффективная система холодильной установки должна быть подготовлена к полной или частичной автоматизации. В хорошо продуманных схемах минимизируется количество циркулирующего хладагента, необходимого для интенсивной теплоотдачи поверхностей охлаждающих приборов; также немаловажно обеспечить функционирующую систему удаления вредных примесей (воздуха, грязи, масла, влаги, инея).

 

В холодильных складах, на предприятиях разных отраслей промышленности, на молокозаводах и пивзаводах – схема любой холодильной установки состоит из постоянных узлов, отличающихся специфическими особенностями.

 

Узел подключения компрессоров в схемах холодильных установок

Схемы узла подключения компрессоров различаются количеством единиц подключаемых аппаратов холодильных установок и ступеней сжатия компрессоров, а также количеством рабочих температур кипения.

 

Нагнетательные и всасывающие магистрали часто объединяют в общие коллекторы в системах, в которых несколько компрессоров работают с одной температурой испарения; таким образом, достигается возможность взаимного резервирования компрессорного оборудования и быстрой замены одного из агрегатов при поломке. При различных температурах испарения также возможен вывод магистралей в общий коллектор: давление нагнетания не зависит от температуры испарения, а для всасывающих магистралей общий коллектор разделяют на участки с помощью запорной арматуры.

 

 

Но в общих случаях если температуры кипения у компрессоров разные, то испарительная система соединяется со своей группой компрессоров с помощью отдельных всасывающих трубопроводов и отделителей жидкости, количество которых равняется количеству рабочих температур кипения. На всасывающих трубопроводах располагаются вентили для переключения компрессоров на разные температуры кипения. Также всасывающие магистрали компрессора оснащаются грязеуловителями для очистки пара хладагента от механических загрязнений (в некоторых схемах они встраиваются во всасывающий коллектор, расположенный прямо на компрессоре).

Нагнетательные магистрали всех компрессоров, вне зависимости от того, на какую они работают испарительную систему, объединяются в общую нагнетательную магистраль, которая идет к общему конденсаторному узлу. Для защиты оборудования от гидравлического удара и «влажного хода» необходимо соблюдать требования при подключении агрегатов:

•  каждая всасывающая магистраль (в зависимости от количества температур кипения) должна оснащаться отделителем жидкости;
•  в схемах с верхней разводкой трубопроводов всасывающие и нагнетательные трубопроводы соединяются с коллекторами сверху, чтобы исключить скопление масла и жидкого хладагента;
•  независимо от разводки в нижних точках трубопроводов должны располагаться дренажные вентили для выпуска скопившейся жидкости после длительной остановки;
•  необходимо предусматривать небольшой уклон всасывающих магистралей в сторону отделителей жидкости или циркуляционных ресиверов.

 

Узел конденсатора и регулирующей станции в схемах холодильных установок

Конденсаторный узел проектируется для сбора жидкого хладагента и конденсации его паров, для удаления воздуха и других неконденсирующихся газов, а также масла из систем аммиачных холодильных установок. Пар хладагента поступает от маслоотделителей в верхнюю зону конденсаторных установок, а сконденсированная жидкость стекает в линейные ресиверы, которые для обеспечения свободного слива жидкости устанавливаются ниже конденсаторов. Ресивер и конденсатор соединены друг с другом уравнительными линиями и оснащены сдвоенными предохранительными клапанами, присоединенными через трехходовые вентили.

Основные функции линейного ресивера:

• сбор конденсата;
• равномерная подача хладагента благодаря его накапливанию при изменении тепловой нагрузки;
• создание гидравлического затвора, препятствующего перетоку паров жидкого хладагента в испарительную систему со стороны нагнетания;
• запас хладагента на случай его утечек из системы;
• вместилище для хладагента во время ремонта холодильной системы.

 

Стабильность уровня жидкости в ресивере служит показателем хорошо функционирующей холодильной системы, в которой поддерживается баланс между количеством жидкости в испарительной системе, тепловой нагрузкой и производительностью компрессора. Изменение уровня в линейном ресивере, сигнализирующее об изменении ее количества в испарительной системе, осуществляется персоналом визуально или производится автоматически с холодильного щита управления.

 

Узел испарительной системы непосредственного охлаждения в схемах холодильных установок

Сложность выбора наилучшей схемы испарительного узла состоит в том, что в условиях переменных тепловых нагрузок он должен обеспечивать безопасный «сухой ход» компрессора, одновременно способствуя заполняемости испарителя жидким хладагентом для интенсивного теплообмена. Проектирование узла испарительной системы может осуществляться исходя из способа подачи хладагента в испарительную систему: безнасосные схемы холодильных установок объединяют варианты поступления холодильного агента под действием разности давлений кипения и конденсации, а также под напором столба жидкости; в насосных схемах подача (нижняя или верхняя) хладагента осуществляется насосом.

 

Схема холодильной установки может быть спроектирована исходя из одного варианта, а может сочетать несколько способов подачи хладагента в зависимости от условий функционирования оборудования. Так безнасосные прямоточные схемы без отделителя жидкости используются в небольших фреоновых холодильных установках, а безнасосные схемы с нижним расположением отделителя жидкости характерны для сложных аммиачных установок с несколькими объектами охлаждения. Насосные схемы непосредственного охлаждения проектируются с двумя циркуляционными контурами холодильного агента с разной кратностью циркуляции; циркуляционный ресивер в данном варианте построения холодильной установки выполняет функцию отделителя жидкости. 

 

Также рекомендуем статьи:

Техническое перевооружение аммичной холодильной установки

Монтаж систем холодоснабжения

Принцип работы маслоотделителя холодильной установки

holod-ru.com

Основные узлы холодильной системы | Промхолд

Холодильная система – это компоненты, собранные в единое целое, посредством трубопроводов.

Схема холодильной системы

Сердце холодильной системы – компрессор. Часто объединяют компрессор, нагнетательный трубопровод, конденсатор и ресивер в один компактный агрегат.

У компрессора имеются 2 патрубка: всасывающий и нагнетающий.  На схеме показано движение хладагента (фреона) по системе. В разных местах холодильной системы хладагент будет находиться в разных фазовых состояниях, он будет либо в состоянии кипения, либо конденсации. Фазовые переходы нужны для создания нужного процесса: охлаждение или нагревание.

Сначала система заправляется газом фреона. Компрессор начинает качать и сжимать газ (может сжать примерно в 15 раз), повышает давление газа и он превращается в жидкость. Чем выше разница давлений между нагнетанием и всасыванием, тем выше температура нагнетаемых паров.

После компрессора газ перемещается в  маслоотделитель. Маслогазовая смесь попадает в маслоотделитель и там масло отделяется от хладагента. Происходит это следующим образом: смесь завихряется и, по принципу турбулентности, масло отделяется (с помощью вращения цетробежной силой). Далее приподнимается игольчатый клапан и всё масло, которое скопилось на дне маслоотделителя, поступает в компрессор, благодаря разнице давлений. Пять процентов остаётся и идёт дальше с фреоном, но из-за наклона труб возвращается в компрессор.

Конденсатор — специальные теплообменник, необходимый для отвода отобранного у продукта тепла. Внутри них горячий газообразный фреон охлаждается за счет нагревания окружающего воздуха и конденсируется в жидкость. Пар проходит по системе трубок, охлаждается и превращается в жидкость. На входе в конденсатор температура хладагента может достигать 120 °С. Температура конденсации поддерживается на уровне 45 °С, но может быть и от 30 до 50 °С (в летнее время может возрасти, в зимнее уменьшиться). Газ полностью превращается в жидкость и дальше будет охлаждаться и на выходе будет не 45, а примерно 30 °С. Разница между температурой конденсации и температурой на выходе из конденсатора, называется переохлаждением.

Из конденсатора жидкий фреон попадает в ресивер – это вспомогательный узел. Он помогает стабилизировать работу холодильной установки. Ресивер – накопитель, сосуд, в который входит 2 трубки, одна из них доходит почти до дна. Жидкость попадает в ресивер через трубку, которая не достаёт дна. В ресивере давление такое же, как в компрессоре. По трубе, которая выходит из ресивера мы гарантированно получаем жидкость, до ресивера в трубах может пролетать газ (т.к. не весь сконденсировался), это бы могло вредить системе, если ресивер отсутствует. В испаритель должна попадать только жидкость. После ресивера в трубу можно впаивать спец. стекло, чтобы видеть: жидкость выходит или газ.

Диаметр соединительных труб, от конденсатора к ресиверу, от испарителя к конденсатору, подбирается специально, чтобы не было перепада давления на входе и выходе трубки.

Испаритель – основной элемент холодильной системы, в нём происходит кипение хладагента. Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – автоматически регулирует подачу хладагента в испаритель и устанавливается непосредственно на входе в испаритель, имеет датчик – термобалон,  который устанавливается  на выходе испарителя, ТРВ и термобалон соединяются тонкой трубочкой. В зависимости от температуры трубы на выходе из испарителя будут разные давления в термобалоне, это давление воздействует на мембрану ТРВ, которая регулирует подачу хладагента.

В некоторых системах устанавливается отделитель жидкости, для того чтобы не выкипевший хладагент не попал в компрессор. Жидкость, пролетая в трубе, через входную трубку попадает в отделитель жидкости и под силой тяжести падает на его дно, газ проходит дальше через выходную трубку. Чистые пары попадают в компрессор и охлаждают статор.

Холодильная техника комплектуется надежной автоматикой (щитами управления), собранной на базе микропроцессоров.

xn--d1anchbdh6b.xn--p1ai

Устройство холодильного оборудования

Сведения об основных принципах устройства холодильного оборудования помогут Вам использовать его возможности наиболее полно, при этом сохранив его работоспособность на долгое время.

Устройство наибольшего количества холодильных машин базируется на компрессионном цикле охлаждения, основными конструктивными элементами которого являются - компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (терморегулирующий вентиль или капиллярная трубка), соединенные трубопроводами и представляющие собой замкнутую систему, в которой циркуляцию хладагента (фреона) осуществляет компрессор. Кроме обеспечения циркуляции, компрессор поддерживает в конденсаторе (на линии нагнетания) и высокое давление, порядка 20-23 атм.

Охлаждение в холодильной машине обеспечивается непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре. Парообразный хладагент всасывается компрессором, и подается в конденсатор, давление хладагента повышается до 15-20 атм., а его температура повышается до 70-90?С.

Проходя через конденсатор, горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, т. е. переходит в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо воздушным, либо с водяным охлаждением - в зависимости от типа холодильной системы.

На выходе из конденсатора хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается несколько ниже температуры конденсации. Переохлаждение в конденсаторах с воздушным охлаждением обычно составляет примерно 4-7?С. При этом температура конденсации примерно на 10-20?С выше температуры атмосферного воздуха.

Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока, где давление смеси резко уменьшается - часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости. Жидкость кипит в испарителе, забирая тепло у окружающего воздуха, и вновь переходит в парообразное состояние.

Размеры испарителя выбираются таким образом, чтобы жидкость в нем полностью улетучилась. Поэтому температура пара на выходе из испарителя оказывается выше температуры кипения - происходит так называемый перегрев хладагента в испарителе. В этом случае даже самые маленькие капельки хладагента, и в компрессор не попадает жидкость.

Следует отметить, что в случае попадания жидкого хладагента в компрессор - так называемого гидравлического удара - возможны повреждения и поломки клапанов и других деталей компрессора. Для конденсаторов с воздушным охлаждением величина перегрева составляет 5-8?С. Перегретый пар выходит из испарителя, и цикл возобновляется.

Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот. Несмотря на то, что существует много типов компрессионных холодильных машин, принципиальная схема цикла в них практически одинакова.

Опишем устройство отдельных агрегатов, узлов и деталей холодильного оборудования:

АГРЕГАТ

Холодильный агрегат состоит из следующих основных деталей и узлов: компрессора, ресивера, конденсатора, испарителя, терморегулирующего вентиля (ТРВ), осушительного патрона.

Компрессор

Холодильные агрегаты выпускаются на базе герметичных, экранированных, полугерметичных и сальниковых компрессоров. По своему конструктивному исполнению компрессоры, используемые в холодильных агрегатах, делятся на две основные категории: поршневые и ротационные, спиральные, винтовые.

Принципиальное отличие ротационных, спиральных и винтовых компрессоров от поршневых заключается в том, что всасывание и сжатие хладагента осуществляется не за счет возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах, а за счет вращательного движения пластин, спиралей и винтов.

В герметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином герметичном корпусе. Такие компрессоры широко используются в холодильных машинах малой и средней мощностей и в бытовых кондиционерах. Преимуществом герметичных агрегатов является их относительно невысокая стоимость и меньший уровень шума. Недостатком является невозможность ремонта компрессора даже при незначительных повреждениях, например, при выходе из строя клапана.

В экранированных компрессорах статор электродвигателя вынесен из фреономасляной среды. Агрегаты данного типа менее чувствительны к наличию влаги в холодильном контуре и, что немаловажно, позволяют все работы по монтажу и замене статора электродвигателя компрессора при его сгорании производить на месте эксплуатации, не нарушая герметичности всей системы.

В полугерметичных компрессорах электродвигатель и компрессор расположены в едином разборном корпусе. Эти компрессоры производятся различной мощности, что позволяет использовать их в агрегатах средней и большой мощности. Преимуществом является возможность ремонта и надежность в работе, недостатком - высокая по сравнению с герметичными компрессорами цена, повышенная шумность и необходимость технического обслуживания.

В сальниковых компрессорах электродвигатель расположен снаружи. Вал компрессора через сальники выведен за пределы корпуса и приводятся в движение электродвигателем с помощью ременной передачи. Такая конструкция способствует повышенной утечке хладагента через сальниковые уплотнения и требует регулярного технического обслуживания.

В настоящее время агрегаты на базе сальниковых компрессоров для торгового оборудования практически не выпускаются. Преимуществ в конструкциях с сальниковыми компрессорами на данный момент нет, ремонт подобных холодильных машин отличается невысокой надежностью.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, который передает тепловую энергию хладагента окружающей среде. В холодильных агрегатах для торгового оборудования чаще всего применяют конденсаторы воздушного охлаждения. По сравнению с конденсаторами водяного охлаждения, они экономичнее в работе и проще в эксплуатации.

Конденсатор может быть смонтирован на раме агрегата или быть установленным отдельно от него. Преимущество выносного конденсатора заключается в том, что он менее требователен к температуре воздуха в машинном отделении и практически не требует дополнительной вентиляции в машинном отделении.

Как правило, воздушный конденсатор для холодильных или морозильных камер устанавливается на открытом воздухе. Но, несмотря на преимущество выносного конденсатора, при работе холодильной установки в зимний период есть определенные проблемы:

• возможность повреждения компрессора при пуске;
• опасность попадания жидкого хладагента в компрессор;
• обмерзание теплообменника при длительной работе;
• уменьшение холодопроизводительности.

Для устранения этих причин используется дополнительный комплект автоматики: реле давления или регулятор скорости вращения электродвигателя, дифференциальный клапан, обратный клапан и регулятор давления конденсации.

Ресивер

Ресивер – резервуар, служащий для сбора жидкого хладагента с целью обеспечения его равномерного поступления к терморегулирующему вентилю и в испаритель. В малых хладоновых машинах ресивер предназначен для сбора хладагента во время ремонта машины, а также для охлаждения газа и отделения капель масла и влаги.

Испаритель

Испаритель— это аппарат, в котором жидкий хладагент кипит при низком давлении, отводя тепло от охлаждаемых объектов (продуктов). Чем ниже давление, поддерживаемое в испарителе, тем ниже температура кипящего хладагента. Температуру кипения, как правило, поддерживают на 10—15°С ниже температуры воздуха в камере. Температура воздуха в камере зависит от вида охлаждаемого продукта. Испаритель может быть расположен непосредственно в охлаждаемом объеме (камере, шкафе) или находиться за его пределами.

В соответствии с этим по назначению различают испарители для непосредственного охлаждения среды и испарители для охлаждения промежуточного хладоносителя (вода, рассол, воздух, и др.). Конструкция испарителя зависит от вида охлаждающей среды, необходимой холодопроизводительности, свойств самого хладагента. Как правило, это пластинчатые теплообменники с медными или алюминиевыми трубками и ребрами из алюминия, меди или оцинкованной стали.

Терморегулирующий вентиль

Терморегулирующий вентиль (ТРВ)устанавливается в магистраль нагнетания перед испарителем и обеспечивает заполнение испарителя жидким хладагентом в оптимальных пределах. Избыток хладагента в испарителе может привести попаданию в компрессор жидкой фазы хладагента, что приведёт к поломке компрессора. Недостаток хладагента в испарителе резко снижает эффективность работы испарителя.

Осушительный патрон

Осушительные патроны предназначены для очистки циркулирующего по системе холодильного агрегата хладагента от механических частиц и влаги. Часто осушительные патроны используют для понижения кислотности среды внутри системы холодильного агрегата. Осушительные патроны могут устанавливаться как на магистрали нагнетания, так и на стороне всасывания.

ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ

Воздухоохладитель - аппарат для охлаждения воздуха внутри охлаждаемого объема. Состоит из испарителя и вентилятора (вентиляторов). Вентилятор прогоняет охлаждаемый воздух через испаритель и направляет на охлаждаемые продукты.

МОНОБЛОК

Машина холодильная моноблочная (моноблок) предназначена для создания искусственного холода в торговом холодильном оборудовании. Особенностью моноблока является то, что он не требует монтажа отдельных узлов на месте эксплуатации, а просто монтируется на холодильной камере. В отличие от сплит-систем, моноблок обладает меньшей стоимостью при одинаковых параметрах.

ТЕРМОСТАТ

Это устройство для отключения и включения компрессора, с целью поддержания определенной температуры в охлаждаемом объеме. Электронные термостаты основаны на принципе термопары, где электронное устройство - в зависимости от сопротивления температурного датчика - управляет временем работы компрессора.

Электромеханические термостаты работают на принципе расширения сильфонной гармошки, заполненной хладагентом. При охлаждении давление внутри сильфона понижается, сильфонная гармошка сжимается и контакты, через которые питается компрессор, размыкаются. При нагревании все происходит в обратной последовательности.

ХЛАДАГЕНТЫ

Хладагенты — это рабочие вещества паровых холодильных машин, с помощью которых обеспечивается получение низких температур.

Хладон-12 (R-12)имеет химическую формулу CHF2C12 (дифтордихлорметан). Он представляет собой газообразное бесцветное вещество со слабым специфическим запахом, который начинает ощущаться при объемном содержании его паров в воздухе свыше 20%. Хладон-12 обладает хорошими термодинамическими свойствами

Хладон-22 (R-22), или дифтормонохлорметан (CHF2C1), так же как и хладон-12, обладает хорошими термодинамическими и эксплуатационными свойствами. Отличается он более низкой температурой кипения и более высокой теплотой парообразования. Объемная холодопроизводительность Хладона-22 примерно в 1,6 раза больше, чем Хладона-12.

iceberg.ru

Схемы автоматизации холодильных установок

Холодильные машины и установки могут быть автоматизированы частично или полностью. Частично автоматизированные установки требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала и его активного участия в управлении. В полностью автоматизированных установках обслуживающий персонал только наблюдает за их работой.

В схемах автоматизации холодильных установок применяют помимо описанных систем регулирования, защиты и сигнализации следующие виды автоматического управления: пуск агрегатов в заданной последовательности; автоматическое включение рассольных насосов, вентиляторов воздухоохладителей, вентилей и задвижек с электроприводом; полуавтоматическое управление, при котором после автоматического выключения машин приборами защиты и регулирования их включение производится вручную; дистанционное управление отдельными узлами и механизмами со щита управления.

На рис. 100 показана расстановка средств автоматизации в схеме аммиачной двухступенчатой холодильной машины.

Рис. 100. Принципиальная схема аммиачной двухступенчатой холодильной машины с элементами автоматизации:

МО — маслоотделитель, ОК — обратный клапан, РТ — реле температуры, РД — реле давления, СВ — соленоидный вентиль, ПС — промежуточный сосуд, РУ — регулятор уровня, ОЖ — отделитель жидкости, КМНС и КМВС — компрессоры низкой и высокой ступени, РР — реле расхода, РКС — реле контроля смазки, РВ — регулирующий вентиль, Д — двигатель, ПР — поплавковый регулятор

Объектами регулирования в таких машинах являются: заполнение испарителей и ресиверов; температура испарения; температура конденсации, проток воды; давление масла; уровень в промсосуде.

Холодильные турбоагрегаты выпускают с автоматическим регулированием холодопроизводительности в зависимости от изменений тепловой нагрузки. Работа отдельных узлов турбоагрегата также автоматизирована. Подача хладагента в испарители с одновременным дросселированием производится поплавковым регулирующим вентилем ПРВ, получающим импульс от поплавкового датчика.

В большинстве случаев в системе смазки турбокомпрессоров имеются два насоса с приводом от разных источников — рабочий, приводимый в движение от вала машины или сети переменного тока, и резервный, работающий на постоянном токе (от аккумуляторной батареи или от выпрямителя тока). При пуске машины автоматически включается пусковой насос, и лишь после того, как он создаст необходимое давление, включается двигатель компрессора. Когда машина разовьет полное число оборотов, пусковой насос автоматически выключается и смазка начинает подаваться рабочим насосом.

Автоматизируются и другие элементы, обеспечивающие безопасную работу турбокомпрессоров: противопомпажная защита, защита двигателя от перегрузки и других нарушений режима, создающих аварийную ситуацию. Турбокомпрессоры оборудуются также устройствами автоматического выключения при чрезмерном увеличении давления нагнетания, недопустимом падении давления смазки, перегреве подшипников и сильном падении температуры кипения хладагента. Для этого в различных точках турбоагрегатов ставятся специальные датчики. Импульсы от них передаются на реле, срабатывание которого приводит к остановке агрегата.

Автоматическая противоаварийная защита поршневого компрессора включает защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора и от недопустимых отклонений параметров компрессоров от нормальных рабочих значений.

Защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора обеспечивает автоматический контроль уровней в аппаратах стороны низкого давления; при достижении недопустимых уровней предусматривается аварийная остановка компрессоров и подача сигнала в схему автоматизации.

Защита компрессора одноступенчатого сжатия от недопустимых отклонений рабочих параметров должна предусматривать отключение его электродвигателя при отклонениях ниже допустимого значения давления всасывания и разности давлений в системе смазки, выше допустимого значения давления нагнетания и температуры нагнетания, а также при прекращении протока воды через охлаждающие рубашки компрессора.

Защита компрессора двухступенчатого сжатия должна предусматривать отключение компрессора при отклонениях ниже допустимого значения: давления всасывания низкой ступени, разности давлений в системе смазки; выше допустимого значения: давлений нагнетания низкой и высокой ступеней, температур нагнетания низкой и высокой ступеней, уровня жидкого хладагента в промежуточном сосуде, а также при прекращении протока воды через охлаждающие рубашки компрессора.

Система автоматической защиты не должна допускать самозапуск машины до устранения причины, вызвавшей срабатывание защиты.

Автоматизация работы испарительного узла имеет целью регулирование заполнения испарителей жидким хладагентом, автоматическое регулирование температуры хладоносителя, управление работой насосов для его циркуляции, а также защиту испарителей от замерзания хладоносителя.

Система автоматизации конденсаторной группы предусматривает: контроль за уровнем жидкого хладагента в линейном ресивере, управление работой водяных насосов, регулирование уровня воды в бассейнах или резервуарах, управление вентиляторами испарительных конденсаторов и вентиляторных градирен.

www.stroitelstvo-new.ru

---

• 
  Как сделать раму для машины
• 
  Общее устройство грузового автомобиля
• 
  Кожух двигателя
• 
  260 р
• 
  Маз 544018
• 
  Маз 437130
• 
  Резание металла
• 
  Грузоподъемность бычок
• 
  Ремонт козловых кранов
• 
  Маз 6312в5
• 
  Гост канаты пеньковые пропитанные