Мнацаканов Г.К. Холодильна техніка і технология. Навчальний посібник. Частина 1 - файл n1.doc

Мнацаканов Г.К. Холодильна техніка і технология. Навчальний посібник. Частина 1
скачать (1624 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1624kb.21.10.2012 20:18скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6

4. МАШИННІ ВІДДІЛЕННЯ

4.1. Визначення. Класифікація


Машинне відділення — приміщення (територія) з розташованими в них холодильними машинами, апаратами, трубопроводами і допоміжними елементами, призначеними для одержання холоду і його транспортування до споживачів.

Машинні відділення класифікують:

а) по розташуванню:

[привести приклади]

б) по схемних рішеннях:

[привести приклади]

По застосовуваному холодоагенті машинні відділення бувають аміачні, фреонові, вуглекислотні, пропанові й ін.

4.2. Централізовані машинні відділення


Характерні для холодильних установок великої і середньої холодопродуктивності, що реалізують від однієї до трьох температур випаровування в охолоджуваних об'єктах.

Ці машинні відділення містять у собі, у загальному випадку, такі вузли:


Відповідно до призначення, у конкретних машинних відділеннях деякі вузли можуть бути відсутні.

Існує три основних види схемних рішень таких машинних відділень:

Розглянемо схеми основних трубопроводів для цих варіантів.

4.2.1.Схема машинного відділення на базі AДC і одноступінчастих компресорів


На рис.25 дана спрощена принципова схема трубопроводів 3х температурного машинного відділення промислового холодильника.

[пояснити роботу схеми]


Рис. 25. Принципова схема машинного відділення на базі АДС.

1— компресори низького тиску; 2 — компресори високого тиску; 3 — одноступінчасті компресори; 4 — конденсатор; 5 — лінійний ресивер; 6 — циркуляційні ресивери; 7 — проміжні посудини; 8 — циркуляційні насоси холодоагенту.
Зразкові температури випаровування: = -10oС, = -30oС, = -40o С.

У реальних схемах передбачено: не менш двох конденсаторів, резервні насоси, дренажний ресивер, допоміжне устаткування.

Конденсатор і нагнітальні трубопроводи, що йдуть до нього, є спільними для всіх .

Схема зручна для ручного обслуговування (напівавтоматичний режим роботи), у ній можливо застосування компресорів двоступінчастого стиску. У цьому випадку в схемі передбачають додаткові одноступінчасті компресори, які можна підключати до ступенів низького чи високого тиску з метою підтримування оптимальних проміжних тисків, розрахованих відповідно формулам

; .

Якщо відокремити від схеми(мал. 25) блок, що забезпечує підтримування температури випаровування t03 , то рис. 25 перетворюється в 2х температурну принципову схема трубопроводів машинного відділення.

Якщо відокремити від схеми(мал. 25) блоки, що забезпечують підтримування температур випаровування t03 і t02 то рис. 25 перетворюється в принципову схему трубопроводів машинного відділення з компресорами одноступінчастого стискання.

4.2.2. Схема машинного відділення на базі багатокомпресорних двоступінчастих агрегатів зі спільними промпосудинами


На рис.26 дана спрощена принципова схема трубопроводів 3х температурного машинного відділення промислового холодильника. [пояснити роботу схеми]



Рис. 26. Принципова схема машинного відділення зі спільними проміжними посудинами.

Достоїнства в порівнянні з попередньою схемою:

Обмеження: — у схемах машинних відділень зі спільними проміжними посудинами не раціонально застосовувати компресори двоступінчастого стиску [пояснити чому]

.

4.2.3. Компаундна схема машинного відділення


Особливості схеми:

Компаундний циркуляційний ресивер виконує функції проміжної посудини і циркуляційного ресиверу з температурою випаровування холодильного агенту t01 .

Проміжний тиск у компаундному циркуляційному ресивері не є змінним і відповідає температурі випаровування холодоагенту в ньому, тобто

; ~ ; .

Компаундний циркуляційний ресивер сполучає функції циркуляційного ресивера і проміжної посудини (компаундної посудини).


Рис. 27. Принципова схема машинного відділення з компаундним циркуляційним ресивером (1)

[пояснити роботу схеми]
Достоїнства компаундної схеми:

Недолік:



4.2.4. Машинні відділення контейнерного типу


Це централізовані машинні відділення високого ступеня заводської готовності.

Усе холодильне устаткування, крім конденсаторів, установлюють (у заводських умовах) усередині великогабаритних стандартних контейнерів, а конденсатори (повітряні чи випарні) — на даху контейнерів.

Контейнери пристосовані для змінного обслуговування холодильного устаткування, вони мають теплоізоляцію, освітлення, вентиляцію, робоче місце машиніста. Машинне відділення такого типу звичайно включає (1…2) контейнери, установлені на заздалегідь підготовлені фундаменти поруч з холодним контуром холодильника, і з'єднується з холодильним устаткуванням камер трубопроводами (на місці монтажу).

Достоїнства — швидкість монтажу, особливо при відсутності спеціалізованих монтажних організацій.

Недолік — незручність ремонту унаслідок високої компактності.

Застосування — холодильники невеликої місткості, розташовані досить далеко від промислових зон.

4.3. Децентралізовані машинні відділення


Характерні для плодоовочесховищ і комерційних холодильників.

Автономні автоматизовані холодильні машини підтримують температурний режим охолоджуваних об'єктів, для яких вони призначені.

Спеціального приміщення для машинного відділення в таких холодильниках немає, а холодильні агрегати розташовані поруч з холодильними камерами, як показано на рис. 28.

Достоїнства:

Рис. 28. Деякі способи розміщення холодильних машин у холодильниках з децентралізованим охолодженням

а) розташування компресорних агрегатів на антресолі над вантажною платформою; в) розташування над вантажним коридором; с) моноблочні холодильні машини, розташовані уздовж зовнішніх стін; d) спліт-системи (варіант розташування компресорного агрегату на даху);

1 - компресорний агрегат; 2 - повітроохолоджувач.

[пояснити кожну схему розташування устаткування].
Недоліки:



4.4. Машинні відділення з центральними мультикомпресорними агрегатами


Скорочено їх називають „централями”.

Одержали поширення в останнє десятиліття на одноступінчастих холодильних установках супермаркетів і підприємств харчової промисловості.

У спеціальному невеликому приміщенні розташовується автоматизований агрегат повної заводської готовності, що включає від 2х до 8і компресорів, розташованих на спільній рамі. До складу агрегату входять один чи декілька масловіддільників, конденсатор, а іноді — випарник для охолодження рідкого холодоносія.

Такий агрегат забезпечує холодом кілька охолоджуваних об'єктів з приблизно однаковими температурами повітря.

Схема одного з варіантів мультикомпресорних агрегатів представлена на рис. 30.
Рис. 30 Компонувальна схема центрального 3х компресорного агрегату.

1 — компресор, 2 — масловіддільник, 3 — конденсатор.

Особливості:

Достоїнства: (у порівнянні з децентралізованими)



4.5. Системи відведення теплоти конденсації

4.5.1. Способи відведення теплоти конденсації


  1. Відведення теплоти конденсації безпосередньо в повітря (повітряні конденсатори);

  2. Відведення теплоти конденсації у воду з однократним її використанням (суднові, берегові і деякі малі торгові установки);

  3. Системи з оборотним охолодженням води (багаторазове її використання);

  4. Системи з оборотним охолодженням самих конденсаторів – тобто відведення теплоти до повітря і води одночасно в спеціальних апаратах, називаних випарними конденсаторами.

У холодильних установках з оборотним охолодженням вода циркулює між конденсаторами й атмосферними водоохолоджувачами, де вона охолоджується. При цьому в циркуляційний контур додається приблизно 5 % від витрати води для компенсації утрат від її випаровування і віднесення охолоджуючим повітрям.

Основні способи з'єднання конденсаторів і атмосферних водоохолоджувачів дані на рис. 30:
Рис.30.Принципові схеми з'єднання кожухотрубних конденсаторів з атмосферними водоохолоджувачами

а) конденсатор горизонтальний;

б) конденсатор вертикальний;

1) – конденсатор; 2) — атмосферний водоохолоджувач;

3) — резервуар з водою; 4) — циркуляційний насос.
Видно, що для підключення вертикальних кожухотрубних конденсаторів до атмосферних водоохолоджувачів потрібна парна кількість насосів і точне настроювання їхньої продуктивності.

4.5.2. Процес охолодження води за рахунок зіткнення її з повітрям


В атмосферних водоохолоджувачах, які застосовують для відведення теплоти конденсації холодильних установок, охолодження води відбувається за рахунок безпосереднього зіткнення її з повітрям. При цьому теплота відводиться від циркулюючої води за рахунок конвекції і часткового випаровування її.

У теплий час року основний тепловий потік "вологий" (унаслідок випаровування), у холодний час року — "сухий" (конвективний).

Фізику процесу охолодження води за рахунок зіткнення її з повітрям у теплий час року зручно вивчати на наступній найпростішій моделі.

У неглибокий теплоізольованій посудині з малою відкритою поверхнею до краю налита вода з початковою температурою вище температури повітря, що її обдуває. Температура повітря , відносна вологість (див. рис. 31).

Температура циркулюючої води близька до температури повітря, тому променистої складової теплового потоку зневажають.

Теплота, яка відводиться від води:





На ділянці 1–2 вода охолоджується від до . Тепловий потік



У момент часу температура охолоджуваної води дорівнює температурі повітря ( = ).

Тоді , тобто
Рис. 31. Схема охолодження води за рахунок зіткнення її з повітрям

На ділянці 2–3 температура води стає нижче температури повітря ( < ). Тому вода охолоджується за рахунок випарювання, а конвективним шляхом до неї підводиться теплота.



У момент часу охолодження води припиняється, тому що

Температура т.3 називається температурою повітря по мокрому термометру (). Це теоретична межа охолодження води за рахунок зіткнення з повітрям.

Практично не досягається, тому що:

Ефективність роботи атмосферного водоохолоджувача оцінюється коефіцієнтом ефективності

,

де — дійсне охолодження води.

Величина для різних типів атмосферних водоохолоджувачів змінюється в широких межах: від 0,2…0,5 (для бризкальних басейнів) до 0,75…0,85 (для вентиляторних градирень).

4.5.3. Конструкції систем відведення теплоти конденсації


Повітряні конденсатори в загальному випадку складаються з пучка труб, поміщених у кожух, які обдуваються потоком повітря від вентилятора.

Зовні труби мають дуже розвинену оребрену поверхню для компенсації низьких значень коефіцієнтів тепловіддачі з боку повітря.

Пучки труб можуть бути горизонтальними, вертикальними і похилими.

На рис. 32 показана принципова схема сучасного повітряного конденсатора з похилими пучками труб.


Рис. 32. Принципова схема повітряного конденсатора з похилими пучками труб.

1 — пучок труб з паровим і рідинним колекторами;

2 — вентилятор;

3 — напрямок руху повітря крізь пучки.
Достоїнствами повітряних конденсаторів є відсутність споживання води і компактність (у порівнянні із системами оборотного охолодження).

Недолік — підвищена температура конденсації в теплий час року і зв'язані з цим додаткові енерговитрати на вироблення холоду.

У системах відведення теплоти конденсації з оборотним охолодженням води застосовують ставки з форсунками, називані бризкальними басейнами, відкриті (тобто, які продуваються вітром) градирні, а також градирні зі штучним продуванням повітря, називані вентиляторними.

Бризкальні басейни (рис.33) у плані мають вид прямокутників, орієнтованих своєю довгою стороною перпендикулярно пануючим у літню пору вітрам. Вони не вимагають вентиляторів, однак мають такі недоліки:

Відкриті градирні бувають форсуночними (рис. 34) і краплинними. В останніх подавана на охолодження вода зрошує спеціальну насадку, що знаходиться усередині жалюзійного огородження.


Рис.33. Принципова схема бризкального басейну.

1— жалюзійні огородження; 2 — форсунки; 3 — напірні колектори; 4 — бетонні опори; 5 — напірний трубопровід; 6 — зворотний трубопровід; 7 — водоприймальний колодязь із плоскою очисною сіткою; 8 — дно басейну (ухил убік колодязя).

[пояснити роботу басейну]
У відкритих градирнях вода менше забруднюється і майже не підігрівається від сонця, збільшується час контакту води, що розприскується, з повітрям, однак у літній безвітряний час такі градирні (особливо краплинні) "запарюються" і ефективність їх різко падає.

Застосовуються відкриті градирні, в основному, для малих холодильних установок.



Рис. 34. Принципова схема Рис. 35. Принципова схема

відкритої форсуночної плівкової вентиляторної градирні. градирні.
Рис.34. 1 — кожух; 2 — форсунки; 3 — напірний трубопровід; 4 — жалюзі; 5 —поплавковий регулятор рівня; 6 — піддон; 7 — зворотний трубопровід; 8 — злив-перелив у каналізацію.

Рис.35. 1— вентилятор; 2 — напірні колектори; 3 — форсунки; 4 — напірний трубопровід; 5 — поверхня зрошення; 6 — кожух; 7 — поплавковий регулятор рівня; 8 — піддон; 9 — зворотний трубопровід; 10 — злив-перелив у каналізацію.

Вентиляторні градирні (рис. 35) у порівнянні з іншими атмосферними водоохолоджувачами мають наступні достоїнства:

Недоліком вентиляторних градирень є необхідність додаткових енерговитрат на привод вентиляторів.

Випарні конденсатори (рис. 36) усе ширше використовуються в промислових і комерційних холодильних установках завдяки таким достоїнствам:

Недолік випарних конденсаторів — підвищена температура конденсації в порівнянні з іншими системами оборотного охолодження води через недостатню поверхню випаровування води в конденсаторах.



Рис.36. Принципова схема випарного конденсатора.

1— форконденсатор; 2 — напірні колектори; 3 — форсунки;

4 — напірний трубопровід; 5 — вентилятор; 6 — поплавковий регулятор рівня; 7 — піддон; 8 — циркуляційний насос; 9 — злив-перелив в каналізацію; 10 — основна теплопередаюча поверхня; 11 — масловіддільник.

[пояснити пристрій і роботу цього апарата]

1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации