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 tа = tо (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 tа = ts).
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 ta – tо 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.