книги из ГПНТБ / Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах

годности. Вместе с тем герметичные компрессоры удобно компо­ нуются с воздушными конденсаторами в компрессорно-конденсатор­ ные агрегаты для воздухоосушительных установок (рис. 77).

Судостроительной промышленностью для условий кондициони­ рования воздуха разработай ряд герметичных фреоновых компрес­ соров типа ФГП, основные параметры которых приведены в табл. 24 [24 ].

(всасывающие и нагнетательные клапаны, клапанные доски, головки цилиндров) и имеют следующие конструктивные особенности.

Корпус компрессора выполнен из стали 20, а блок-картер пред­ ставляет собой отливку из алюминиево-магниевого сплава АЛ28 (45Мг2), включающую цилиндры, верхний и нижний подшипники и посадочные места под статор электродвигателя.

Эксцентриковый вал, изготовленный из стали 18Х2Н4ВА, цемен­ тированный и закаленный, имеет две коренные и одну шатунную шейки. Верхняя шейка переходит в консольную часть, на которую насажен ротор электродвигателя. Вал имеет специальные сверле­ ния, по которым при вращении под действием центробежной силы масло подается к шейкам вала с канавками для смазки. Шатунная шейка вала уравновешена двумя противовесами на торцах.

Поршень, изготовленный из стали 45, по цилиндрической поверх­ ности хромирован (для повышения износостойкости). Он соединен с простым (в одно- и двухцилиндровых компрессорах) или вильча­ тым (в четырехцилиндровых компрессорах) шатуном, изготовленным из стали 45, при помощи пальца, который запрессован в верхнюю головку шатуна и входит с зазором в бобышки поршня.

154

компрессоры типа ФГЭ имеют все преимущества герметичных машин. Они надежны в эксплуатации, малошумны в работе, невелики по размерам и массе, имеют хорошие энергетические показатели. Отли­ чительной особенностью является съемный статор электродвига­ теля, который вынесен из фреоновой полости компрессора и отделен от ротора экраном — тонкой перегородкой из легированной стали, что облегчает ремонт электродвигателя. На рис. 78 показан экрани­ рованный герметичный компрессор, которым укомплектован компрес­ сорно-конденсаторный агрегат с воздушным конденсатором.

§13. СИСТЕМЫ

СПРОМЕЖУТОЧНЫМ ХЛАДОНОСИТЕЛЕМ

При использовании закрытой схемы системы с промежуточным хладоносителем на судне устанавливают холодильные машины с ис­ парителями поверхностного типа, где контакт между хладоноси­ телем и хладагентом — рабочим веществом, совершающим холо­ дильный цикл, отсутствует. Закрытые схемы широко применяют для хладо- и теплоснабжения высоконапорных систем кондициони­ рования воздуха.

Как указывалось в § 11, хладоснабжение систем технического кондиционирования воздуха по закрытой схеме, например хладо­ снабжение воздухоосушительных установок типа «Драйхолд» фирмы Термотанк, на сухогрузных судах применяют относительно редко. В этом случае схема и оборудование аналогичны хладоснабжению высоконапорных систем Т

На рефрижераторных судах, где хладоснабжение осуществляется с помощью промежуточного хладоносителя, при закрытой схеме предусматривается его подача, кроме подачи к другим потребителям холода, к центральным и местным кондиционерам системы техни­ ческого кондиционирования воздуха, а также к центральным конди­ ционерам высоконапорной системы. При этом в составе холодильной установки могут быть компрессор, испаритель и другое оборудо­ вание, обеспечивающее нужды кондиционирования. Хладоснабже­ ние может осуществляться и по закрытой кольцевой схеме без испа­ рителя с подмешиванием хладоносителя, который отбирается от испа­ рителей, работающих с низкой температурой кипения. Указанные два способа применяют и одновременно. Типичной во многих отноше­ ниях является разработанная автором схема хладоснабжения транс­ портных рефрижераторов типа «Сибирь», где используются эти способы подготовки хладоносителя для кондиционирования воздуха

(рис. 79) [67].

Транспортный рефрижератор типа «Сибирь» представляет собой двухпалубное четырехтрюмное двухмачтовое одновинтовое судно

судлиненным баком и кормовым расположением машинного и рефри-

1См. § 10 в книге: Г. С. Хордас «Высоконапорные системы кондиционирования воздуха на судах». Л., «Судостроение», 1972.

156

жераторного отделений, жилого блока и навигационной рубки. Судно имеет класс Регистра СССР УЛР4/1СО. Район плавания не­ ограничен; запасы топлива, смазочного масла, воды и провизии обеспечивают дальность плавания 10 000 миль и автономность 60 сут.

Рис. 79. Закрытая схема хладо- и теплоснабжения транспортного реф­ рижератора типа «Сибирь».

ящиках с удельно-погрузочной кубатурой 2,5 м3/т или 3700 т соле­ ной сельди в бочках с удельно-погрузочной кубатурой 1,7 м3/т при 100% судовых запасов (при 50% судовых запасов 4300 т).

157

и твиндеках трех заданных температур: 250, 267 и 275 К при рас­ четной температуре наружного воздуха летом и зимой соответ­ ственно 305 и 248 К и температуре забортной воды 301 и 273 К. Холодопроизводительность холодильной машины рассчитана на доохлаждение мороженой продукции с 255 до 250 К (250 т за рабочий день) и на компенсацию тепловых потерь.

Холодильная установка транспортных рефрижераторов типа «Сибирь» осуществляет рассольное охлаждение трюмов и твиндеков. В тамбурах на верхней палубе предусмотрены распределительные станции для подачи хладоносителя-раствора СаС12 (рассола) к охла­ ждающим батареям. К каждой из таких станций подключены четыре магистральные трубы — три для подачи рассола одной из трех заданных температур, четвертая — резервная. От распределительной станции рассол подается в помещение через клапан (Dy70) с элек­ троприводом. Импульс на открытие клапана поступает от термореле, расположенных в охлаждаемых помещениях, в каждом из которых установлено по два реле, обеспечивающих диапазон настройки температур от 248 до 285 К.

Хладоноситель-рассол охлаждается в испарителях аммиачной холодильной машины, все оборудование которой размещается в реф­ рижераторном отделении, расположенном в носовой части надстройки на верхней палубе.

Холодильная машина работает по схеме двухступенчатого сжатия,

иее описание в задачу данной книги не входит.

Всхему машины включен одноступенчатый аммиачный ком­

прессор АВ-100 холодопроизводительностью 175 кВт (150 000 ккал/ч) при температуре кипения аммиака 273 К и температуре его кон­ денсации 308 К, который обеспечивает потребность в холоде судовой системы комфортного кондиционирования воздуха и охлаждение сатураторов и лагунов с питьевой водой. Компрессор АВ-100 можно использовать для поддержания повышенной температуры 275 К в грузовых помещениях, т. е. фактически он может обеспечивать нужды технического кондиционирования воздуха. Блок-картерный прямоточный компрессор АВ-100, так же как и компрессоры ФУ-175 и ФУУ-350, входит в унифицированный ряд компрессоров с ходом поршня 130 мм. К концу девятой пятилетки взамен его будут вы­ пускать непрямоточные компрессоры с автоматическим регулиро­ ванием холодопроизводительнбсти *.

1 См. стр. 106—107 книги: Г. С. Хордас «Высоконапорные системы кондициони­ рования воздуха на судах». Л., «Судостроение», 1972.

158

Компрессор АВ-100 работает па испаритель группы III, насос которой обеспечивает подачу хладоносителя к потребителям. Подача рассола с повышенной температурой может осуществляться и путем подмешивания рассола с помощью дроссельных клапанов 10 от какой-либо группы, работающей с низкой температурой кипения, в приемную трубу другой группы, где хладоноситель циркулирует по кольцу, минуя испаритель.

Как видно из схемы на рис. 79, подмешивание может произво­ диться: от группы I в группы II, III и IV; от группы II в групппы I, III и IV; от группы III в группы I, II и IV.

Кроме того, насосом группы IV может осуществляться подача подогретого рассола в грузовые помещения и к подогревателям системы кондиционирования воздуха.

Как указывалось в § 11, на судах с паротурбинными энергети­ ческими установками можно применять герметичные схемы хладоснабжения с теплоиспользующими пароводяными эжекторными холодильными машинами. В этой схеме, где используют испарители контактного типа, вода является одновременно и хладагентом и хладоносителем.

В пароводяной эжекторной холодильной машине охлаждение воды происходит за счет частичного ее испарения х; образующийся пар отбирает от воды теплоту парообразования. При атмосферном давлении, равном 101,325 кПа (760 мм рт. ст.), вода кипит при тем­ пературе 373 К. В этих условиях для испарения 1 кг воды тре­ буется 2255 кДж (539 ккал). В случае температуры испарения воды 280 К давление над водой должно быть 1 кПа (7,5 мм рт. ст.). При этих условиях для испарения 1 кг воды требуется 2485 кДж

(593,4 ккал).

Таким образом, с понижением давления испарения будут умень­ шаться температура испарения и увеличиваться объем пара, который нужно отсосать, причем процесс должен вестись под до­ вольно высоким вакуумом. Отсос пара из испарителя и сжатие его до давления конденсации производятся с помощью эжектора, на что затрачивается энергия подводимого рабочего пара и чем обеспе­ чивается совершение холодильного цикла.

Энергетические показатели эжекторных машин почти во всех случаях ниже паровых компрессорных машин. Однако исключи­ тельная простота, отсутствие механизмов (кроме насосов), низкая стоимость оборудования, надежность в длительной работе и полная безопасность сохраняют за эжекторными машинами в ряде случаев преимущество перед другими видами холодильных машин.

Интересное исследование эксплуатационных затрат у машин различных типов в зависимости от стоимости водяного пара, охла­ ждающей воды и электроэнергии провели специалисты Германской Демократической Республики. Результаты расчетов, произведен-

1 В отличие от фреоновых и аммиачных испарителей, где происходит процесс кипения хладагента, процесс в испарителе пароводяной эжекторной холодильной машины можно охарактеризовать термином «испарение».

159

ных в марках ГДР, отнесенных к холодопроизводительности, рав­ ной 116 кВт (10 000 ккал/ч), для семи комбинаций, указанных в табл. 25, представлены на рис. 80.

Как видим, при определенных комбинациях стоимостных пока­ зателей и температуре испарения выше 278 К эксплуатационные затраты у пароводяных эжекторных машин ненамного превосходят затраты у машин других типов.

160

Пароводяные эжекторные машины стали применять на некоторых транспортных судах еще в 50-е годы. На грузопассажирском лай­ нере «Орсей», построенном в 1951 г. в Англии (валовая регистровая вместимость 28 200 per. т), установлены две пароводяные эжектор­ ные холодильные машины. В 1966 г. пароводяная эжекторная холо­ дильная машина была установлена на японском супертанкере «Идэ- мицу-Мару» дедвейтом 210 000 т. К середине 60-х годов более 30 судов были оборудованы пароводяными эжекторными машинами датской фирмы GW.

Основные параметры этих машин приведены в табл. 26.

В СССР производство эжекторных машин — специфическая отрасль холодильного машиностроения — по существу, начало раз­ виваться после Великой Отечественной войны, когда в 1948 г. была изготовлена первая отечественная конструкция двухступенчатой эжекторной холодильной машины производительностью 18,6 кВт (16000 ккал/ч). За послевоенные годы в СССР была создана новая отрасль холодильного машиностроения: спроектированы, испытаны и запущены в серийное производство различные типы пароводяных

с участием автора малогабаритные машины, отличающиеся ориги­ нальным выполнением испарителя, в который встроены диффузоры главных эжекторов (рис. 81 и 82) [24], [76].

Работа такой машины по герметичной схеме хладоснабжения происходит следующим образом (рис. 83).