Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Принципиальные схемы одноступенчатых паровых компрессионных машин и установок

Принципиальные схемы одноступенчатых паровых компрессионных машин и установок

Страница 3 из 13

Холодильная машина (рис. 1) состоит из компрессора 1, конденсатора 2, регулирующего вентиля 3 и испарителя 4, которые соединены между собой трубопроводами а, б, в и д.

Схема холодильной машины

Рис. 1 – Схема холодильной машины

Компрессор предназначен для отсасывания паров хладагента из испарителя по трубопроводу б, сжатия и выталкивания их по трубопроводу в в конденсатор, т. е. обеспечивает циркуляцию хладагента.

Конденсатор служит для сжижения паров и отвода от них теплоты конденсации при температуре, более высокой, чем температура охлаждающей воды или воздуха, которые поступают в конденсатор через патрубок г.

Регулирующий вентиль необходим для дросселирования жидкого хладагента с понижением давления и температуры. Жидкий хладагент поступает из конденсатора по трубопроводу д в регулирующий вентиль, а по трубопроводу а попадает в испаритель.

Испаритель предназначен для кипения хладагента при низкой температуре и соответствующем ей давлении. Необходимую для кипения теплоту хладагент отнимает от окружающей среды (воздуха камеры, рассола и т. п.).

В холодильной машине циркулирует одно и то же количество хладагента, изменяющего лишь свое агрегатное состояние при кипении и конденсации. Следовательно, цикл работы холодильной машины не сопровождается расходом хладагента, если нет его утечки в соединениях и трубопроводах.

Холодильная установка – комплект холодильной машины с другими элементами (маслоотделителем, маслосборником, ресивером, рассольными батареями, насосом и др.), осуществляющими процессы распределения и потребления искусственного холода.

Схема компрессионной холодильной аммиачной установки показана на (рис. 2). При прохождении жидкого аммиака через регулирующий вентиль (регулирующую станцию) 19 происходит дросселирование и частичное кипение жидкости. Температура жидкости снижается соответственно давлению, установившемуся после прохода вентиля. При этой температуре происходит дальнейшее кипение (переход в пар) жидкости в испарителе 17. Тепло, необходимое для кипения, отбирается от рассола, находящегося в баке испарителя.

Схема компрессионной холодильной установки

Рис. 2 – Схема компрессионной холодильной установки

Пары аммиака отсасываются из испарителя через грязеуловитель 4 при ходе всасывания поршня компрессора 21, работающего от электродвигателя 18. Процесс всасывания происходит при давлении в цилиндре на 0,1 бар меньше, чем в испарителе. Дойдя до крайнего положения, поршень возвращается обратно. В этот момент всасывающие клапаны закрываются, и давление сжимаемых паров начинает подниматься. Когда давление будет на 0,10–0,18 бар больше, чем в конденсаторе, автоматически открываются нагнетательные клапаны и аммиак начинает выталкиваться поршнем компрессора в нагнетательный трубопровод.

Как у любой поршневой машины, необходимо смазывать цилиндр и другие движущиеся части компрессора. Вместе с парами аммиака из компрессора уносится некоторое количество смазочного масла. Попадание масла в конденсатор 9, испаритель 17 и трубопроводы крайне нежелательно. Масло осаждается на стенках труб и значительно ухудшает условия теплопередачи в аппаратах (конденсаторе и испарителе). Чтобы этого не было, между компрессором и конденсатором установлен маслоотделитель 2, в котором вследствие изменения направления и уменьшения скорости паров аммиака часть смазочного масла отделяется от них и осаждается на дне. Отсюда через определенное время масло выпускают в маслосборник 1, где выделяется растворенный хладагент, который отсасывается затем компрессором. Давление в маслосборнике при этом понижается и становится равным давлению в испарителе, после чего масло выпускается через кран 22.

Давление всасывания и нагнетания хладагента определяют по манометрам 20. Со стороны испарителя компрессор снабжают всасывающим манометром, а со стороны конденсатора – нагнетательным. Для наблюдения за температурами всасываемых и нагнетаемых паров устанавливают термометры на соответствующих коллекторах компрессора.

За маслоотделителем 2 установлен обратный клапан 3, препятствующий обратному ходу хладагента из конденсатора в случае повреждения компрессора. Обычно эти клапаны герметично не закрываются, а только замедляют обратное течение хладагента.

В конденсаторе горячие пары аммиака охлаждаются и конденсируются, т. е. превращаются в жидкость, отдавая тепло воде, омывающей трубы конденсатора. Температура и давление конденсации зависят от температуры и количества охлаждающей воды. Чем больше воды и чем она холоднее, тем ниже температура конденсации.

Сконденсировавшийся аммиак направляется в ресивер 8 (собиратель жидкого хладагента), из которого поступает в двухтрубный переохладитель 13. По внутренней трубе его проходит вода, а по кольцевому пространству между внутренней и наружной трубами – жидкий аммиак. Температура переохлаждения аммиака обычно на 2–3°С выше температуры поступающей воды. Из переохладителя жидкий аммиак подходит к регулирующей станции и процесс повторяется.

По такому принципу работают все современные холодильные машины. Однако практические методы и средства осуществления этого принципа довольно разнообразны.

Давление в конденсаторе и в ресивере определяют по манометрам 7 и 10. Для выравнивания давления конденсатор и ресивер соединены уравнительной трубой 11. Уровень жидкого хладагента в ресивере определяют по смотровому стеклу 5. Ресивер снабжен пружинным предохранительным клапаном 6.

Из бака испарителя холодный рассол подается насосом 16 в охлаждающие батареи 15, которые размещены в холодильной камере 14. Из батарей нагретый рассол возвращается обратно в бак испарителя для охлаждения. Такое охлаждение камер называется рассольным. При расположении труб испарителя непосредственно в охлаждаемых помещениях (камерах, вагонах и др.) охлаждение называют непосредственным. Существуют и другие системы охлаждения холодильных камер, изотермических вагонов и т. п.

Если холодильная установка оснащена несколькими компрессорами, их соединяют между собой общим трубопроводом. На этом трубопроводе располагают запорные вентили, с помощью которых отдельные компрессоры переключают на различные всасывающие магистрали.

При сухом ходе поршня компрессор засасывает из испарителя только сухие пары хладагента, а при влажном – пары, содержащие взвешенные частицы жидкости. Работа при сухом ходе поршня обычно сопровождается перегревом паров хладагента. Теоретически работать с насыщенным паром более выгодно, так как такой процесс в большей степени приближается к обратному циклу Карно. С другой стороны, работа с перегревом паров обеспечивает большую экономичность действительного цикла холодильной машины и устраняет возможность гидравлического удара.

Для осушения паров хладагента в системе холодильной установки предусматривают обычно отделитель жидкости. Более тяжелые частицы жидкости при изменении направления движения по инерции отбрасываются к стенке отделителя, т. е. задерживаются в нем. Жидкий аммиак из отделителя поступает обратно в испаритель, а сухие пары хладагента проходят через грязеуловитель, очищаются от механических примесей и направляются в компрессор.

В процессе эксплуатации холодильной установки в систему попадают воздух и неконденсирующиеся газы, которые повышают давление в конденсаторе. Это вызывает излишний расход электроэнергии при работе компрессора. В некоторых холодильных установках воздух и газы периодически выпускают через кран в верхней части конденсатора. Для этого останавливают компрессор примерно на 4 ч, конденсируют хладагент в конденсаторе и затем выпускают воздух и газы через кран 12.

Современные холодильные установки снабжены специальными воздухоотделителями для выпуска воздуха и газов непрерывно во время работы компрессора.

Холодопроизводительность проверяют с помощью контроллера (аммиакомера). Он измеряет количество жидкого аммиака, проходящего из переохладителя к регулирующей станции. Зная холодопроизводительность 1 кг аммиака при заданных температурных условиях, можно определить, сколько холода вырабатывается в любой момент всей холодильной установкой.

Кроме того, контроллер позволяет стабилизировать работу холодильной установки так, чтобы компрессоры сжимали столько килограммов пара, сколько килограммов жидкости уходит из конденсатора в испарители. Если уровень жидкого хладагента в стекле контроллера непрерывно понижается, значит холодопроизводительность работающих компрессоров мала и нужно включить дополнительный компрессор. Регулировать этот уровень с помощью вентилей нельзя, так как может измениться температура кипения. Если дополнительного компрессора нет, то отключают часть испарителей и по достижении нужной температуры вновь их включают.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика