8.3 Схемы холодильных установок непосредственного охлаждения

Промышленные холодильные установки имеют сложную структуру, представлять которую в виде единой схемы при ее изучении нецелесообразно, так как это затрудняет восприятие. Поэтому холодильные установки представляются в виде отдельных блоков, содержащих функционально взаимосвязанные элементы.

Схема с одноступенчатыми компрессорами. В промышленных холодильных установках обычно используют винтовые компрессорные агрегаты, схема с таким компрессорным агрегатом показана на рис. 8.2.

Компрессор 2 всасывает пар из всасывающего магистрального (общего для нескольких компрессоров) трубопровода и нагнетает в маслоотделитель 3, где капли смазочного масла отделяются от пара, затем в нагнетательный коллектор, далее в испарительный конденсатор 9. Жидкий хладагент из конденсатора 9 поступает через сосуд 7 в линейный ресивер 6, а затем на распределительный коллектор регулирующей станции 10, посредством которого жидкий хладагент распределяют по испарительным системам (охлаждаемым объектам). Обратные клапаны 1 и 8 предотвращают поступление пара хладагента из магистральных всасывающего и нагнетательного трубопроводов при аварийной остановке компрессора.

Винтовой компрессорный агрегат имеет индивидуальную смазочную систему, обеспечивающую смазку, охлаждение и герметичность компрессора. Масло из маслоотделителя 3 поступает в маслоохладитель 5,затем в шестеренчатый насос 4, который нагнетает его в компрессор 2. Масло охлаждается жидким хладагентом в маслоотделителе (теплообменнике кожухотрубного типа) 5, поступающим из сосуда 7 под действием статического давления столба жидкости. Образовавшийся пар отводится через сосуд 7 в конденсатор 9.

Схема с двухступенчатыми компрессорными агрегатами. Существует несколько видов двухступенчатых компрессорных агрегатов; один из которых с двумя винтовыми компрессорами и общей смазочной системой, представлен на рис. 8.3. Компрессор ступени низкого давления 2 нагнетает пар, который охлаждается, смешиваясь с более холодным паром, поступающим из линейного ресивера 8, и всасывается компрессором ступени высокого давления 3. Последний нагнетает пар в маслоотделитель и затем - в пластинчатый конденсатор 9. Жидкий хладагент из конденсатора 9 стекает в линейный ресивер 8, из которого поступает на распределительный коллектор регулирующей станции 11. Масло из маслоотделителя 6 всасывается шестеренчатым насосом 5, который нагнетает его через маслоохладитель 4, охлаждаемый водой, в компрессоры 2 и 3.

Экономайзерная схема винтового компрессорного агрегата. Использование винтового компрессора с каналом для подвода пара хладагента при про межуточном давлении в полость сжатия и экономайзера (сосуда или теплообменника) позволяет осуществлять постоянно или по мере необходимости двухступенчатое сжатие посредством одного компрессора. Экономайзерная схема винтового компрессорного агрегата представлена на рис. 8.4. Компрессор 2 всасывает пар хладагента из магистрального всасывающего трубопровода и нагнетает через маслоотделитель 4 в магистральный нагнетательный трубопровод. При работающем экономайзере 7 жидкий хладагент, поступающий из конденсатора, перед входом в экономайзер разделяется на два потока. Большая часть хладагента поступает в одну полость, а меньшая – в другую, в которой кипит, охлаждая большую часть потока. Пар из экономайзера отводится в компрессор при промежуточном давлении.

Схема конденсаторов и линейного ресивера. Большинство холодильных установок содержит несколько параллельно включенных конденсаторов. Это связано с необходимостью периодически изменять их производительность, отключать отдельные аппараты с целью технического обслуживания и ремонта. Вариант схемы соединения воздушных конденсаторов и линейного ресивера показан на рис. 8.5.

Пар хладагента из компрессора поступает по нагнетательному трубопроводу 1 в конденсаторы 2. Конденсат по трубопроводу 3 стекает в линейный ресивер 5, из которого по жидкостному трубопроводу 6 направляется в элементы стороны низкого давления.

Линейный ресивер выполняет несколько функций. Во-первых, он является сборником конденсата, благодаря чему жидкость не накапливается в конденсаторе и не затапливает его теплопередающую поверхность. Удаление жидкости из конденсатора обеспечивается тем, что он располагается выше линейного ресивера и их паровые пространства соединены уравнительным трубопроводом 4. Во-вторых, он компенсирует неравномерность объемной подачи хладагента во времени, связанную с неравномерностью тепловой нагрузки. В-третьих, он создает гидравлический затвор, препятствующий поступлению пара со стороны высокого давления на сторону низкого давления и нарушению режима работы холодильной установки. Гидравлический затвор образуется в результате заглубления участка трубы 6, по которой жидкий хладагент подается, например на распределительный коллектор. В-четвертых, он может хранить запас хладагента для компенсации текущих его потерь.

Схема комбинированной установки с режимом охлаждения и обогрева. Такие установки стали применяться сравнительно недавно. Работа их эффективна, так как они работает одновременно в режиме охлаждения одного объекта и обогрева другого, например пола под холодильником. Схема комбинированной установки с режимом показана на рис. 8.6.

В режиме обогрева установка работает так. Часть горячего пара, нагнетаемого холодильным компрессором 1, поступает в тепломассообменный аппарат 5. Пар из него всасывается компрессором 10 и нагнетается в конденсатор 11. Конденсат поступает в ресивер 12, а затем часть потока через вентили соленоидный 9 и регулирующий 8 – в холодильный контур (в конденсатор 4) и другая часть потока через вентили соленоидный 7 и регулирующий 6 в аппарат 5.