61

Тема 8. Схемы холодильных установок

8.1 Классификация схем и способы охлаждения

Требования, предъявляемые к схемам, и их классификация. Схемой холодильной установки называется ее графическое изображение, дающее представление как о наличии элементов (компрессоров, аппаратов, трубопроводов и др.), так и об их взаимной связи. Одновременно под схемой понимают своеобразное сочетание элементов, выполняющих определенную функцию.

Существует много видов схем, например:

• функциональная, поясняющая работу изображенных элементов;

• принципиальная (полная), содержащая все элементы и связи между ними и дающая представление о принципах работы и соединениях (трубопроводов хладагента, воды);

• монтажная;

• гидравлическая и др.

Кроме того, очень обширна классификация схем по структурным особенностям. Значительные структурные отличия имеют холодильные системы, реализующие разные способы охлаждения объектов: непосредственный и косвенный.

Непосредственное охлаждение предполагает, что теплота из охлаждаемого объекта отводится хладагентом, кипящим в испарителе (охлаждающем устройстве) холодильной установки при температуре t_а = t_о (рис. 8.1, а).

Косвенное охлаждение отличается тем, что теплота из охлаждаемого объекта отводится жидкостью, которая аккумулирует теплоту и передает ее хладагенту, находящемуся в испарителе холодильной установки (рис. 8.1, б), обычно расположенном на некотором удалении от охлаждаемого объекта.

При отводе теплоты из охлаждаемого объекта температура жидкости в охлаждающих устройствах обычно повышается без изменения ее агрегатного состояния, а средняя температура жидкости t_а = t_s).

Области применения того или иного способа определяются их особенностями, оказывающими влияние на технологический процесс, а также экономическими показателями.

Существуют условия эксплуатации, при которых могут быть применены холодильные установки только с косвенным охлаждением, например, если:

• использование непосредственного охлаждения не может быть допущено по условиям безопасности для людей, находящихся в охлаждаемых помещениях;

• по условиям осуществления технологического процесса необходим непосредственный контакт хладоносителя с воздухом, например для увлажнения и очистки воздуха в охлаждаемых помещениях;

• при подаче хладагента на относительно большие расстояния (больше 300–350 м) возникают потери давления хладагента во всасывающем трубопроводе, соизмеримые с понижением давления, обусловленным дополнительной разностью температур t_a – t_о в испарителе;

• условия эксплуатации не позволяют обеспечить необходимую герметичность соединений холодильной установки, например в судовых холодильных установках, поскольку из-за деформаций и вибраций корпуса судна высока вероятность утечки хладагента, а ее устранение во время рейса может быть затруднено;

• при непосредственном охлаждении на температуру кипения хладагента в охлаждающих устройствах существенно влияет статическое давление столба жидкости;

• разветвленную систему при большой ее вместимости в случае непосредственного охлаждения пришлось бы заполнять дорогостоящим хладагентом;

• утечка хладагента в охлаждаемую среду (или наоборот) из-за возможных течей в трубах или аппаратах может привести к существенному изменению качества этих сред.