3.4.3 Розрахунок регенеративного теплообмінника

В регенеративному теплообміннику (РТО) здійснюється теплообмін між рідким холодильним агентом, що поступає із конденсатора до терморегулювального вентиля (ТРВ) і паром холодильного агента, який відбирає компресор із випарника (рис.2.1, а). Цей процес дозволяє здійснити регенерацію тепла у циклі холодильної машини. В процесі теплообміну рідкий холодильний агент переохолоджується, тобто температура його знижується у порівнянні з температурою конденсації, а пари холодильного агенту перегріваються у порівнянні з температурою випарювання.

Переохолодження рідкого холодоагенту зменшує збитки при дроселюванні у ТРВ, що приводить до збільшення холодопродуктивності холодильної машини, а перегрівання перед всмоктуванням гарантує сухий хід компресора і покращує його дійсні процеси. Крім того, перегрівання пари викликає виділення масла, що повертається у компресор.

По конструктивному виконанню теплообмінники бувають кожухотрубні і кожухозмійовикові. По змійовику чи трубах проходить рідкий холодоагент, а по між трубному простору – пара.

Теплообмінники підбирають по площі теплопередаючої поверхні

,

де Q_то. – теплове навантаження (тепловий потік) на теплообмінник, кВт;

К – коефіцієнт теплопередачі теплообмінника, Вт/(м²К),

К=180÷300 Вт/(м²К);

Δt_ср. – середня різниця температур у теплообміннику між середньою

температурою переохолодженої рідини t_по.р і середньою температурою перегрітою пари t_пг.п.

;

t₁, t₄, t₅, t₇ - температура у розрахункових точках циклу ^оС (табл. 3.1).

Тепловий потік у теплообміннику визначається із умови теплового балансу, кВт

Q_mо.=G_о(і₄-і₅)=G_о(і₁-і₇),

де G_о – маса циркулюючого холодоагенту, кг/с;

і₄, і₅ – ентальпія рідини, що входить у теплообмінник і виходить із нього,

кДж/кг;

і₇, і₁ – ентальпія пари, що входить у теплообмінник і виходить із нього,

кДж/кг.

Марку і характеристику РТО вибирають по таблиці–додаток 3.16.

4.Автоматизація суднових холодильних установок

На сучасних суднах використовують холодильні установки з високим ступенем автоматизації, що надійно захищає їх від аварій, забезпечує підтримку заданого температурного режиму в рефприміщеннях, підвищує економічність установки.

Комплексна автоматизація СХУ включає три системи: систему автоматичного регулювання (САР); систему автоматичного захисту (САЗ); систему автоматичної сигналізації (САС).

САР управляють роботою холодильної установки. Вони підтримують задані температурні режими в об’єктах охолодження, забезпечують безопас-ну і ефективну роботу холодильної машини.

САЗ забезпечують виключення компресора при надмірному підвищенні тиску або температури нагнітання, пониження тиску всмоктування або тиску в системі змазування компресора.

САС видає попереджувальний або аварійний сигнал в залежності від ступеню відхилення параметра, що регулюється.

Кожна із систем комплектується відповідними автоматичними приладами, які також можна розділити на три групи: регулювання, управління і захисту.

В залежності від принципу дії автоматичні прилади бувають двох типів: позиційної і безперервної (плавної) дії.

Автоматичні прилади мають діапазон регулювання і диференціал (зона нечутливості, тобто зона, де прилад не реагує на зміну величини параметра, що регулюється).

Номенклатура приладів автоматики, що використовують в СХУ досить численна. Для їх детального вивчення необхідно звертатися до спеціальної літератури. В КР необхідно коротко охарактеризувати основні прилади авто-матики СХУ.

Одним із основних елементів в схемі холодильної машини (рис. 2.1,а) є пропорційний регулятор прямої дії, який звичайно називають терморегулю-вальним вентилем (ТРВ).

Він служить для автоматичної підтримки перегріву пари, що виходить із випарника, в заданих межах. Тому ТРВ має ще іншу назву – регулятор перегрі-ву. Регулювання перегріву здійснюється зміною кількості холодоагенту, що проходить через ТРВ. Таким чином регулятор перегріву опосередковано регу-лює ступінь заповнення випарника холодоагентом.

На транспортних суднах застосовують ТРВ з внутрішнім і зовнішнім зрівнянням. Перший тип ТРВ використовують переважно у випарниках систем охолодження провізійних камер, а другий у випарниках великої холо-допродуктивності.

Для маркірування ТРВ використовують індекси:

ТРВ – скорочене найменування приладу; 12 (R134а), 22 – умовне позначення холодоагенту (для фреону R12 альтернативним є – R 134а); число після позначення ТРВ вказує на мінімальну холодопродуктивність при визначених температурних умовах; М – конструкція ТРВ модернізована; Н і В – темпера-турний діапазон використання ТРВ; У2 – для роботи в умовах помірного клімату; Т2 – для роботи в умовах тропічного клімату; ОМ5 – для роботи у приміщеннях з підвищеного вологістю на морських суднах; К – корабельне виконання; ТМ5 – для роботи у приміщеннях, в яких може бути наявність води або конденсації вологи на переборках.

Для знайомства з маркіруванням ТРВ інших іноземних фірм необхідно звертатися до довідкової літератури і технічної документації.

При виконанні КР терморегулювальний вентиль можна вибрати із таблиці основних технічних характеристик ТРВ (додаток 4.1) по номінальній холодопродуктивності холодильної установки Q, кВт.

Крім того, використовуючи літературу [1, 3, 4, 5] і технічну докумен-тацію, охарактеризувати холодильну установку як об’єкт автоматизації, процеси, що підлягають автоматизації, призначення і принцип дії основних приладів автоматики, таких як: реле температури (термостат); реле низького тиску (пресостат); реле високого тиску (моно контролер); реле контролю змазування; соленоїдного вентиля (електромагнітний клапан); водорегулювального вентиля.