книги из ГПНТБ / Бадылькес И.С. Системы охлаждения с применением пароструйных приборов в качестве бустер-компрессоров

муле (1), по измеренным мерными соплами количествам эжек-

тируемого и сжатого паров аммиака. При этом расхождения в

подсчетах коэффициента инжекции не превышали 2—3%. Ко­

эффициент инжекции принимался как среднее значение.

Зная коэффициент инжекции и определяя по тепловой диаг­

рамме s—t адиабатические перепады рабочего и эжектируемого

паров аммиака, из уравнения (8) находили коэффициент а.

На стенде ВНИХИ был испытан пароструйный прибор, в ко­

тором поочередно устанавливались рабочие сопла с диаметрами

критического сечения в 1,8 и 2,2 мм. На Ленинградском порто­

вом холодильнике испытывался промышленный пароструйньш

прибор, который обслуживал скороморозильный аппарат типа

СА-1. Его расчетные ' данные: холодопроизводительность

60 000 ккал/час при tκ = 25o, ⅛ = —35° и t0' = —27°.

Давления и температуры рабочего, эжектируемого и сжатого паров аммиака измерялись пружинным и открытыми ртутными

манометрами, а также ртутными термометрами. По их значе­

ниям находились соответствующие энтальпии, с помощью кото­ рых по уравнению (11) определялся коэффициент инжекции.

Затем определялся коэффициент а, характеризующий потерю

скоростных напоров л сопле, приемной камере, камере смешения

и диффузоре.

На Московском холодильнике № 7 испытывался пароструй­

ный прибор, обслуживавший фризер и скороморозильный аппа­

	рат для закалки мороженого. Характеристика							прибора:		холо­
	допроизводительность 80		000	ккалічас	при	tκ	=	30°;	t0 — —
										45° и
	Ig'	= —35°.	и места расположения измерительных
		Методика испытаний

приборов были те же, что и на Ленинградском портовом холо­ дильнике.

На Киевской кулинарной фабрике был испытан пароструй­

ный прибор, обслуживающий скороморозильный aππapa⅛, пред­ назначенный для-заморозки пельменей. Его характеристика ана­ логична пароструйному прибору, установленному на Ленинград­

ском портовом холодильнике.

⅜i-1

Испытания проводились по принятой методике, обычной была

иизмерительная аппаратура.

Втаблице (стр. 11) приведены данные испытаний пароструй­ ных приборов на стенде ВНИХИ, Ленинградском портовом хо­

лодильнике, !Московском холодильнике № 7 и на Киевской ку­

линарной фабрике.

Из таблицы видно, что в испытаниях пароструйных приборов температура конденсации изменялась от 34,5 до 19,5°, темпера­

тура кипения от —27,6 до —50,8° и температура кипения, соот­

ветствующая давлению сжатого пара, от —21,5 до —43,8°. Опы­

ты соответствовали условиям работы компрессоров в летний и

осенний периоды для большинства климатических районов Со­ ветского Союза. Ниже приводятся температуры конденсации

10

Результаты испытаний пароструйных приборов

Коэффициент, а

гяігх ‘п иипяажни інаиїіиф.|)єол

гя/грял ‘-’/у Bdsn ojoκaid -иіяажє VBUadaii

уияааьиіврвиіту

гя/ітям ɑ/v Bdeu OjahOQBd ITBuadau

	1	иияааьи іврвиїту
			ɔo
		иипванавноя
	пар	BdiiBdauKai
	Рабочий		ɔo 'at
		BdiiBdauwai
			ѵшѵ	,*d
			аинаігавѴ
	I
			Jo	‘У
			ВИІІЭИИЯ
	пар	BdKiBdauwoi
			Do '3I
	Сжатый
		BdiiBdauwai
			ѵшп	9d
			аинаїгявіґ
	I
	пар	ɔ,	иинаи
	Эжектируемый	-ия BdiiBdauwai
			əhhəesbit
			Jo	‘н/
		BdiiBdauwai
			vwv	'0d

	мим	L	ЯИН
ихиня ^əŋ	-qігиѵоуох	-AITHtfOIf
	уіяаоі
	-dou уияэ	-OX	иияэ
	-VedjHHHdi/	-SOMOOW
О X Q О 4* ιQ X	О 00 х	τf tD CM CM
QO Tf τf со со	Tf Tf Tf	Tf .-О LQ TT
QO QO 00 00 ∞ 00 00	ОС 00 00	00 со JG 00
о О ɔ ɔ О C о	о о о’	о* о © о
ооотсоо	CM CM CM	о ООО
— . .XF-F-F-	OXX	о CM CM F-
tD CM — tD О О О	F-OF-	тг XCO
—, —• —ʃ — О О	O о о*	— — - О*

о О — CM О TtCM

QO о —и СО О 04 CQ

О F- О О О О О

СО Г- F- CQ О со О СО CC СО чС СО CC-F-

CM Tf О IQ F- LQ СО J - ɔ - о CQ СО CM CQ CM CM CQ

F- 00 Tf 00 СО <O τ→

IQ — -F О СО CQ

-Г τf CQ

СО СО τf

	О Л О	00 Ol оо ю
	—* О 00	X* LQ со 00
	F-F-JJ	F-F-F-F-
	— 00 00	СО 00 Ю Tf
	Tf CQ LQ	LQ 00 — СО
	CM CM CM	CM CM CM CM
	LQ tθ F-	CQ 00 Ю τf
	CO CM IQ	lQ* LQ — X*
		CM CM CM CM
	LQ LQ LQ

елиддеф

BBndEHHtfAx

ьелэаэия

8 tθ о

— см

ОС 00 00 О о* о*

ООО

CU-X О to F-

o^ о* о*

ОС LQ LQ

F-F-Tf

LQ CM ©

00 00 СО СО СО СО

IQ F- IQ o' о* о

T-T —. CM

OO СО

—* — о" LQ LQ LQ

Ю

tθ —	F-О CM τf см	τf тг τf	LQ LQ LQ LO	CM CM F-
CM *T	ОLQ CM •— -т	СП X Tf	СО τf CM C-	LQ LO 00
CM См	XX О О CM	000	О О* СП О*	00*00 00
о О о IQ ю X О		CM CM IQ	OF-∞-τ
LQ LQ CM — с — LQ		tC tD FO	X X X CM
CM CM СО CM CQ CQ CM		CM CM CM	CQ C√ Tf τf

LQ О LQ О тг F- <О	ООО		ООО
СО О T О F- CM 4T	LQ X LQ		О —«О
О F— F— F- X X CM	XOO		τf* X X
	CM X X	CM F- X CM	OOX
	X Tf X	— X CM LQ	Tf О X
	Tf тг X	X I- СО CD	X X Tf
		о’ о* o' o'

2*

H

и кипения холодильного агента в 0C для указанных периодов:

tκ	= 25°;	i0--32°
tκ		⅛ = -29°
tκ	= 30 ;	i0 = -26α
	= 35°;	⅛=- 230,

где t0'— температура кипения холодильного агента, отвечающая

давлению всасывания у компрессоров.

Из опытов видно также, что коэффициент а в среднем равен

0,84; отклонения от этой величины не превышают 5%.

На рис. 7 показана зависимость обратной величины опытных коэффициентов инжекции j от отношения адиабатических

перепадов эжектируемого и рабочего паров аммиака I—— ).

ʌ'i /

При этом полученная кривая сравнивалась с аналогичной зави-

■ 8ННХИ

« Московский ходильний N"i

‘Ленинградский портойый холодильник

»KueScкая кулинарная фабрика

	1	Az2	Рис. 8. Коэффициенты инжекции
	Рис. 7. Зависимость — от	,—	пароструйных приборов при раз­
	и	Az1	личных тепловых режимах
	для пароструйных приборов,	ра­

ботающих на парах аммиака

симостью, построенной Мессингом (см. рис. 4) для различных

условий работы пароструйных приборов, работавших на водя­

ном паре. Сравнение показывает, что обе кривые по своим зна­

чениям почти одинаковы. Объясняется это тем, что показатели адиабат как у воды, так и аммиака близки друг к другу.

Согласно полученной величине коэффициента а — 0,84 пост­

роены кривые (рис. 8). По ним можно определить коэффици-

Il

енты инжекции в зависимости от требуемой температуры кипе­

ния холодильного агента у низкотемпературного объекта, обслу­ живаемого пароструйным прибором. Ka>i видно, в каждом ре­ жиме, для каждой температуры кипения коэффициент инжекции принимает определенное значение.

3. Определение часовых объемов одноступенчатых компрессоров

Схема использования пароструйного прибора в качестве бу­

стера показана на рис. 9. Здесь пары аммиака отсасываются из испарителя и поджимаются к компрессору с помощью

пароструйного прибора, ис­ пользующего для этого

часть паров высокого дав­

ления, отбираемых из верх­

	ней	части конденсатора.
	Из		испарителя отсасы­
	вается		Gh кг/час			эжектиру-
				К
	емого пара.				соплу		паро­
	струйного			прибора			подво­
	дится		Gp, κε 4ac			рабочего
	пара.		Учитывая			уравнение			Рис. 9. Схема работы пароструйного
	(1), общее количество пара,								прибора в качестве бустер-компрес-
	засасываемого					компрессо­
	ром,	буд'ет равно								(12)
					G=Gp+Gh = Gh^- кг/час.
	Часовой			объем паров, засасываемых компрессором,
										( 13)
					Vfl - Gv0 ≈ Gh				V0 м3/час,	(14)
	с другой стороны						Vfl= Vκc м3/час.
	Здесь υ0 — удельный объем сжатого пара при входе в									компрес­
			Vk—	сор, Λi3∕κa;
			λ —	коэффициент подачи компрессора;
				часовой объем, описываемый поршнями компрессо­
				ра,	M3 4ac.
	Холодопроизводительность компрессора равна									(15)
	где	<7о> — весовая					Q0 =	GHq0 ккал/час,
						холодопроизводительность холодильного аген­
	та,	ккал/кг.				(13), (14) и			(15) следует
	Из уравнений
					Q0 =			----- — ккал/час.		(16)
							Ѵкt,λ q°		ɪ + U
							o

13

Уравнение (16) определяет холодопроизводительность ком­

прессора при применении пароструйного прибора в качестве

бустера.

Как видно, холодопроизводительность компрессора при про­

чих равных условиях будет тем ниже,		чем меньше коэффициент
	инжекции,		что	будет	иметь
	место при большей разности
	давлений		между сжатым			и
	эжектируемым			парами.
		На рис. 10 показано из­
	менение		холодопроизводи­
	тельности			компрессора
	АУ-150 (4АУ-15) в зависи­
	мости от изменения темпе­
	ратуры кипения у низкотем­
	пературного объекта, обслу­
	живаемого			пароструйным
	прибором.			температура
		При этом
	конденсации			принята	рав-
	ной 30 и 25°, а температу-
	ра	кипения		холодильного
Рис. 10. Характеристика комирессора	агента,		соответствующая
АУ-150 при работе с пароструйным	давлению		всасывания			ѵ
.прибором	компрессора, —26 и —29°.
		Если вместо компрессора

4АУ-15 принять компрессор другой марки, то холодопроизводительность для равных темпе­ ратурных условий будет изменяться пропорционально отноше­

нию их часовых объемов, описываемых поршнями. Это выте­

кает из уравнения (16).

П. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПАРОСТРУЙНЫХ ПРИБОРОВ

1. Низкотемпературные потребители холода на пищевых предприятиях

На рис. 11 показана схема использования пароструйного

прибора на холодильном предприятии. Здесь наряду с низко­ температурным объектом (морозилкой), обслуживаемым паро­ струйным прибором, имеется ряд потребителей, работающих с более высокой температурой кипения. При этом компрессоры

работают на более высокую температуру кипения, а пары холо­

дильного агента, отсасываемые из приборов охлаждения низко­

температурного объекта, поджимаются пароструйным прибором до давления всасывания.

14

Определим требуемую холодопроизводительность компрессо­

ров при работе пароструйного прибора.

Холодопроизводительность компрессоров до установки паро­ струйного прибора

а

Qo(g!÷<¾) q0

ккал/час,

i↑j

после его установки

q0 ккалічас.

Qo =

n∙01 ɑ-j—— j -f- G2

(18)

количество

Зд'есь Gi — часовое

холодильного

агента,

циркулирующего

че­

рез

морозилку

до

G2 — переоборудования,

кг/час;

количество

часовое

холодильного агента,

циркулирующего

че­

рез

камеры

хране­

ния,

кг/час:

харак­

п — коэффициент,

теризующий

возра­

стание

циркулирую­

Рис, 11. Схема использования па­

щего

количества

хо­

ных

предприятиях:

лодильного агента че­

роструйного

прибора

на

холодиль­

прессор,

3 — конденсатор,

4— низко­

рез морозилку в свя­

5 — камеры

хранения

зи

с

увеличением

ее

/ — пароструйный

прибор,

2 — ком­

температурный

объект

охлаждения;

производительности,

за

счет

понижения

кг

температуры кипения;

1

аммиака,

7о — весовая

холодопроизводительность

ккал¡'кг;

и —

коэффициент инжекции пароструйного прибора.

Обозначив

Q

(19), что определяет долю холодопроиз-

т

G2

водительности

морозилки

к

холодопроизводительности

камер

хранения до переоборудования, находим

из уравнений

(17, 18

и

19)

Q0 — Qθ

n m (1

+

÷ “

ккал/час,

(20)

учитывая,

что

и (1

+ т)

.

п =

tnρ

tβ

(21)

tnp — te

, —

Здесь tt00—температура кипения

аммиака в морозилке до уста­

новки пароструйного прибора;

то же после его установки;

16

tβ и tβ'—соответствующие температуры воздуха в морозилке; tnp — средняя температура замораживаемого продукта.

Со степенью точности, достаточной для приближенного ре­

шения поставленной задачи, можно принять:	(22)
и ---

Подставляя теперь значение п из уравнения (22) в уравне­

ние (20), получим требуемую холодопроизводительность ком­

прессоров

Qo ккалічас. (23)

и (1 + т)

Из уравнения (23) следует, что необходимая холодопроизво­

дительность компрессоров будет тем больше, чем больше отно­

шение холодильной нагрузки низкотемпературного объекта к остальным потребителям и чем ниже требуемая температура

воздуха. При этом требуемая холодопроизводительность будет, также больше, чем меньше величина коэффициента инжекции.

Qf			т.
На рис. 12 дана зависимость отношения ~	от	величины
Qo

Для этой зависимости принято, что до установки пароструйного прибора низкотемпературный объект работает при температуре

кипения t0, =

5⅛t

и средней	температуре воздухаt0 = t/ = —20°,
а	после установки температура ки­

пения понизился до —35°.

Температура конденсации в-обо­ их случаях равна 30°.

Пароструйные приборы уста­

				новлены на ряд'е					холодильных
				предприятий,			молочных				заводов
				и др.
				На Ленинградском портовом хо­
				лодильнике № 1—2 в 1958 г. уста­
Рис.		12. Требуемое увеличение		новлен пароструйный					прибор про­
				изводительностью				60 000		ккал/час
холодопроизводительности ком­				для	обслуживания			скороморозиль­
прессоров			при работе паро­	ного	аппарата		типа		СА-1, в кото­
		струйного прибора		ром	замораживаются				рыба,		овощи,
				фрукты и ягоды. Если до установ­
аппаратеность				ки	прибора	в	скороморозильном
			температура воздуха		поддерживалась				на		уровне
—18н—19°, то теперь она достигает —31-:—33°. Пооизводитель-
те		скороморозильного аппарата возросла на 43%. При рабо­
	пароструйного прибора дополнительно					включается односту­

пенчатый компрессор производительностью 200 000 нк.кал[час.

16

Пароструйный прибор работает очень устойчиво. При изме­

нении режима работы скороморозильного аппарата происходит соответствующее саморегулирование пароструйного прибора без

вмешательства		обслуживающего персонала.
в	За три года	непрерывной эксплуатации никаких неполадок
	работе пароструйного		прибора	не наблюдалось. Его ни разу
не	ремонтировали и не		чистили.	Управление работой осущест-'

вляется из машинного зала путем открытия или закрытия вен­

тиля, подающего к прибору рабочий пар. При этом используется

существующий трубопровод, по которому во время оттайки ско­ роморозильного аппарата подаются из конденсатора пары ам­ миака.

Необходимо отметить, что при попадании в пароструйный прибор значительного количества жидкости его работа момен­

тально срывается, что вызывает быстрое повышение температуры

кипения холодильного агента в скороморозильном аппарате.

Рис. 13. Пароструйный прибор производительностью 60000 ккалічас

Поэтому при монтаже пароструйного прибора необходимо пре­

дусматривать установку отделителя жидкости или автоматиче­

ское устройство, предохраняющее полный залив скороморозиль­

ного аппарата жидким холодильным агентом.

Кроме этого, следует опасаться засорения узкого сечения рабочего сопла. Поэтому на трубопроводе рабочего пара перед

соплом необходимо устанавливать сетчатый фильтр. Пароструй­

ный прибор такого же типа и такой же холодопроизводительно­ сти в октябре 1960 г. установлен на Киевской кулинарной фаб­

рике. Здесь пароструйный прибор используется для понижения температуры в скороморозильном аппарате, замораживающем

пельмени. Температура воздуха в аппарате поддерживается в

пределах — 29→--31°, при наличии на фабрике только односту­

пенчатых компрессоров.

Ниже дано описание ряда сконструированных во ВНИХИ по

заказу промышленности пароструйных приборов, в том числе установленных на Ленинградском портовом холодильнике и Ки­

евской кулинарной фабрике.

17

Прибор

производительностью2,

60

000

ккалічас

при

t0 == —

350,

to' = —27°

и

tκ

= 25°

(рис. 13) состоит из

приемной

камеры

1.

ней

3.

3

сальника и

К

приварены патрубок

неподвижная

часть

4,

К фланцу

болтов прикреплен

фланец

с’ помощью

восьми

фланец к которому приварена цилиндрическая камера смеше­ ния 5, имеющая в начале конический входной участок. К смеси­ тельной камере приварен диффузор 6. К его концу приварен

фланец 7. Рабочее сопло 8 ввернуто по резьбе в неподвижную

часть сальника и уплотнено в ней с помощью сальниковой на­

бивки и подвижной буксы 9.

Отдельные части прибора собраны так, чтобы оси сопла при­ емной камеры, камеры смешения и диффузоров находились на одной прямой линии, являющейся одновременно осью пароструй­ ного прибора. Все части изготовлены из стали, причем внутрен­ ние поверхности сопла, камеры смешения и диффузора обрабо­

таны с высокой степенью чистоты.

Рис. 14. Пароструйный прибор производительностью 8'0 000 ккалічас

750

Рис. 15. Пароструйный прибор производительностью 13 000 ккалічас

Вес пароструйного прибора около 72 кг, длина 950 мм. Ра­ бочее сопло установлено так, чтобы расстояние от его выходного сечения до начала цилиндрической части камеры смешения со­

25—27			мм.
to'ставляло— —		tκ -			при		45°,
Прибор	производительностью 80 000			ккалічас		t0
	и						— —
							кг,
35°			30° (рис. 14) отличается от предыдущего толь­

ко размерами отдельных деталей и весом. Вес его равен 88

а длина составляет 1270 мм.

Технология изготовления и сборки такие же, как и у преды­ дущего прибора.

IS

Расстояние от выходного сечения сопла до начала цилиндри­

ческой части камеры смешения равно 42,5					мм.
Прибор производительностью 13000				ккалічас			при	t0-—
								50°,
ta' = —	38° и	tκ	= 35° (рис. 15) предназначенкг.			для обслуживания

морозилки на рыболовном судне в тропических условиях. Длина

прибора 750 ли«, вес — около 40

Камера смешения, сваренная вместе с диффузором, соеди­

няется с приемной камерой при помощи фланцев и шпилек.

Расстояние между соплом и камерой смешения равно 20,6 мм.

Востальном изготовление и сборка прибора не отличаются

от предыдущих конструкций.

Внастоящее время во ВНИХИ разрабатываются пароструй­ ные приборы для Ульяновского и Анапского молочных заводов. Эти приборы будут использованы для увеличения производи­

тельности фризеров непрерывного действия.

2.Новая система охлаждения распределительных холодильников

Укоренившаяся система охлаждения холодильников имеет следующие существенные недостатки:

сложные условия эксплуатации из-за многочисленных ком­

муникационных соединений, сосудов, отделителей, регулирую­ щих и сигнализирующих устройств, а также разветвленных ма­

гистралей с аммиачными насосами, циркуляционными ресиве­ рами и др.;

значительные трудности в автоматизации работы двухступен­

чатых установок, в особенности при применяемой в настоящее

время раздельной компоновке компрессоров по потребителям

холода, тепловая нагрузка которых подвержена резким коле­ баниям;

отсутствие маневренной гибкости в балансировании общей

тепловой нагрузки всего холодильника ввиду невозможности сов­ мещенной работы компрессоров на камеры хранения мороже­

ных продуктов и морозилок, а также их переключения для об­

служивания камер охлажденных грузов, льдозавода и др.

Необходимо также учитывать новые технологические усло­ вия работы холодильников, которые будут введены в эксплуата­ цию в ближайшие годы. Это вытекает из следующих обстоя­

тельств.

Согласно Инструкции по проектированию холодильных уста­

новок [12] расход холода на термическую обработку в камерах хранения принимается в размере 10 ккал/м2 пола час, что при­

близительно соответствует домораживанию продуктов с —15 до

— 18е. При этом необходимо предварительное их замораживание

в морозилках. Такие жесткие требования оправдывались состоя­

нием изотермического транспорта. Число вагонов-ледников с по­

толочной системой охлаждения, обеспечивающих перевозки

мороженых грузов при температуре воздуха не выше—8°, состав­

19