Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Системы машинного охлаждения

Системы машинного охлаждения

Страница 10 из 11

Охлаждающая система представляет собой совокупность приборов охлаждения и вспомогательных элементов, являющихся составной частью холодильной установки и обеспечивающих отвод тепла из помещений или от различных объектов (замораживаемого грунта, искусственного катка).

Для отвода тепла из рефрижераторного вагона и холодильных камер применяют системы непосредственного, рассольного и воздушного охлаждения.

При непосредственном охлаждении воздуха в вагоне или камере тепло от него передается при помощи воздухоохладителей и батарей непосредственно хладагенту, осуществляющему в машине круговой рабочий процесс. Системы непосредственного охлаждения разнообразны по устройству, что объясняется различием свойств хладагентов, разнообразием конструкции оборудования, разным количеством и расположением охлаждающих объектов. В зависимости от способа подачи хладагента к охлаждающим приборам различают безнасосные системы с подачей жидкости под действием разности давлений конденсации и кипения, а также насосные, в которых для подачи жидкости используются насосы.

В аммиачных установках большое распространение получила безнасосная система охлаждения с отделителем жидкости (рис. 1, а), питаемая от регулирующего вентиля под давлением со стороны конденсатора. В схему такой системы входят: электродвигатель (1), компрессор (2), маслоотделитель (3), конденсатор (4), регулирующий вентиль (5), испаритель (охлаждающие батареи) (6), отделитель жидкости (7) и грязеуловитель (8). При наличии отделителя жидкости можно улучшить питание батарей и избежать всасывания компрессором влажных или чрезмерно перегретых паров.

Безнасосная система выполняется только с нижней подачей аммиака в испарительные батареи, а насосная – с верхней и нижней подачей.

Холодильные установки, работающие на хладоне-12, выполняются безнасосными с верхней подачей жидкости в батареи или воздухоохладители и с нижним отсосом паров компрессором. В большинстве случаев рабочий процесс в этих установках идет с применением регенеративного теплообменника, что способствует значительному повышению их экономичности.

Схема охлаждения камер холодильников

Рис. 1 – Схема охлаждения камер холодильников

Рассольная система (рис. 1, б) отличается тем, что в ней дополнительно имеются насос для рассола (9) и рассольная батарея (10). Здесь испаритель (6) используется для охлаждения рассола, подаваемого насосом в батареи, размещенные в камерах или вагонах.

В зависимости от конструкции приборов охлаждения различают рассольные системы закрытые и открытые. В первых установлены закрытые испарители, во вторых – открытые испарители или мокрые воздухоохладители.

Для многоэтажных холодильников широко применяется трехтрубная рассольная система охлаждения с испарителем закрытого типа (1) (рис. 2) и рассольным насосом (2). Рассольные батареи (3) размещены на каждом этаже (I – IV) холодильника. Кроме того, вверху имеется уравнительный резервуар (5) для рассола и вентиль (4) для выпуска воздуха. Такое расположение вентиля обеспечивает постоянное освобождение рассольных батарей и трубопроводов от воздуха и облегчает работу насоса.

Схема движения рассола в многоэтажном холодильнике

Рис. 2 – Схема движения рассола в многоэтажном холодильнике

Охлаждение камер осуществляется путем предварительного охлаждения подаваемого в них воздуха в теплообменном аппарате – воздухоохладителе. Кроме рециркуляционного воздуха, в воздухоохладитель может поступать также наружный воздух. Таким образом, осуществляют и вентиляцию камер.

При воздушном охлаждении в камерах имеет место принудительная циркуляция воздуха со скоростью до 10 м/с.

Смешанное охлаждение осуществляется сочетанием непосредственного, рассольного и воздушного в различных комбинациях.

Иногда помещения оборудуют батареями из горизонтальных цилиндров или плит (аккумуляторов), заполненных рассолом. Внутри цилиндров или плит размещены змеевики для хладагента. Во время работы установки кипящий в змеевиках хладагент охлаждает и замораживает рассол, создавая тем самым запас холода. В перерывах работы установки охлаждение камер происходит за счет плавления замороженного в аккумуляторах рассола. Такой способ охлаждения называют аккумуляторным.

Выбор системы охлаждения определяется технико-экономическим расчетом с учетом реальных особенностей монтажа и эксплуатации холодильной установки в каждом частном случае.

На железнодорожном транспорте в основном применяют все три вида охлаждения:

  • непосредственное;
  • рассольное;
  • воздушное.

Наиболее экономично непосредственное охлаждение, при котором не нужны промежуточные теплоносители и имеется лишь один перепад температур между охлаждающим воздухом и хладагентом. Это позволяет для получения определенной температуры воздуха поддерживать более высокую температуру кипения хладагента, что увеличивает холодопроизводительность машины и уменьшает удельный расход электроэнергии. Кроме того, здесь нет надобности в насосах, а также дополнительной нагрузки на компрессор от превращения работы насосов и тепло.

При образовании системы непосредственного охлаждения не требуются первоначальные затраты на дополнительное оборудование (испаритель, рассольные насосы, электродвигатели), затрачивается относительно немного металла на всю систему и нужна меньшая площадь под машинное помещение по сравнению с рассольным охлаждением. Кроме того, отсутствует коррозия оборудования и обеспечивается быстрое охлаждение среды после включения холодильной установки.

Однако система непосредственного охлаждения имеет малую теплоемкость (аккумулирующую способность) охлаждающей системы и высокую стоимость охлаждающих батарей (бесшовных труб). При этом охлаждении возникают трудности регулирования распределения жидкого хладагента при большом количестве испарительных систем, а также опасность вредного воздействия на людей и пищевые продукты аммиака при возможных утечках.

Недостатки непосредственного охлаждения значительно уменьшаются с внедрением современных автоматизированных систем холодильных установок с интенсивными приборами охлаждения. Такие системы позволяют поддерживать температурный режим в помещениях путем включения и выключения приборов охлаждения, что обеспечивает поддержание постоянной температуры воздуха и упрощает обслуживание установки. Применение ребристых приборов охлаждения интенсивного действия позволяет сократить расход бесшовных труб в системах непосредственного охлаждения.

Непосредственное охлаждение целесообразно применять во всех случаях, если не обусловлено специальными требованиями применение других систем охлаждения.

Система рассольного охлаждения обладает большой теплоемкостью (аккумулирующей способностью), пожарной безопасностью и обеспечивает равномерную температуру охлаждаемой среды. Эта система безопасна при утечке рассола, а регулирование температур в охлаждаемом помещении несложно. Однако такая система менее экономична по сравнению с системой непосредственного охлаждения из-за наличия двойного перепада температур между рассолом и хладагентом, а также между охлаждаемым воздухом и рассолом. Это требует поддержания более низкой температуры кипения, что уменьшает холодопроизводительность машины и увеличивает расход электроэнергии на получение холода. Кроме того, затрачивается энергия на работу насосов, нужны дополнительные первоначальные затраты на испаритель, насосы, электродвигатели, дополнительные трубопроводы, увеличиваются площади машинного отделения, рассол оказывает вредное действие на металлы. Рассольное охлаждение применяют только в тех случаях, когда нельзя применить непосредственное охлаждение.

Воздушное охлаждение имеет ряд преимуществ:

  • более равномерно распределяется температура и влажность воздуха в охлаждаемом помещении;
  • усиленная циркуляция воздуха интенсифицирует процессы тепловой обработки грузов (охлаждение и замораживание), сокращает ее продолжительность и увеличивает производительность помещения предварительного охлаждения и морозильных камер;
  • можно регулировать влажность воздуха в охлаждаемых помещениях, что затруднительно при трубчатом охлаждении;
  • требуется незначительный расход металла (труб).

К недостаткам воздушного охлаждения можно отнести следующие факторы:

  • усиленная циркуляция воздуха требует дополнительной затраты энергии, переходящей в эквивалентное тепло, что увеличивает нагрузку на холодильную установку;
  • постоянная температура воздуха в охлаждаемом помещении поддерживается только при непрерывной работе холодильной установки, так как система обладает слабой аккумулирующей способностью;
  • воздухоохладители по сравнению с обычными батареями имеют более сложную конструкцию;
  • требуется увеличенная площадь охлаждаемых помещений для установки дополнительного оборудования (воздухоохладители, вентиляторы, воздуховоды), а также необходимы дополнительные первоначальные затраты на это оборудование;
  • сложность обслуживания холодильного оборудования и большая усушка грузов при долгосрочном хранении в помещении.

Несмотря на отмеченные недостатки, воздушное охлаждение считается наиболее совершенным для оборудования холодильных камер охлажденных и замороженных грузов, а также для оборудования изотермических вагонов. Использование воздушного охлаждения в холодильниках стало целесообразным вследствие значительных изменений способа упаковки хранящихся грузов, совершенствования конструкций воздухоохладителей, применения пониженной температуры (от -28 до -30° С) для хранения грузов в замороженном состоянии, а также благодаря применению устройств для регулирования относительной влажности воздуха в охлаждаемых помещениях.


© 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