Файл: Бадылькес И.С. Системы охлаждения с применением пароструйных приборов в качестве бустер-компрессоров.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2024
Просмотров: 32
Скачиваний: 0
(jr2= 11 —для надежности принято домораживание от —6 до
-18°;
μmax = 0.25 — согласно опыту эксплуатации холодильников;
р = 50—100 (из анализа типовых проектов Гипрохолода,
50—соответствует одноэтажным холодильникам, |
та |
80—100 — |
||||||||||||||||||||||||
относится к |
многоэтажным |
емкостью 3— |
4 |
|
тыс. |
мороженых |
||||||||||||||||||||
|
g |
|
|
кг — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
продуктов) ; |
|
для многоэтажных холодильников. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
= 850 |
|
|
|
|
|
t0n |
|||||||||||||||||
лы |
C учетом указанных исходных данных и с помощью |
форму |
||||||||||||||||||||||||
(11) |
на рис. |
16 |
построены графики зависимости ∕0αjiπ |
от |
|
|||||||||||||||||||||
при |
3 |
|
18° |
для |
р= 50—линия |
1, |
|
80 — линия |
2, |
|
100 — ли |
|||||||||||||||
ния |
tb-— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
и, |
наконец, 150 — линия |
4. |
При |
|
этом значение — для |
||||||||||||||||||||
одноэтажных и многоэтажных холодильников |
принято |
одинако |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вым. |
g |
|
|
|
|
увеличе |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поскольку |
с |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нием |
|
|
должно |
возрастать |
и |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g4. При этом некоторая услов |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность несущественна, так как |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
относительная |
погрешность |
в |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
общем |
|
балансе |
невелика. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как уже было отмечено в |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
инструкции |
|
по |
|
проектирова |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нию |
|
холодильных |
установок |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[12], |
|
на |
|
домораживаниеккал!м2 пола прочас. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дуктов предусматривается все |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го |
лишь |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В таком случае при принимае |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мом в настоящее время пере |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
паде |
|
температур |
между ам |
||||||||||||
|
|
|
|
|
QmaxQ2 = ---- |
|
|
миаком и воздухом ∆∕max = 10° |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Ншах^ |
= -------- |
HrnaxpQl, |
|
|
|
|
|
|
(35) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(36) |
|
|
|
|
|
|
|
= Hmax (1 + |
|
Ql + ɪ HmaxPQl, |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
Qn = Hmax (Ql + Qi' = Hmax (ɪ + "ɪ) ‰ |
|
|
|
|
(37) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ξ,0,≈ 1 |
+ ⅛(1 + |
|
|
= fɪ y + φ. |
|
|
|
(38) |
||||||||||||||
|
Из формулы (38) |
g \ |
g I |
|
|
|
Mnx ! |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|||||||||||
|
находим80 |
|
следующиеко |
значения: |
р, |
Mnjt |
||||||||||||||||||||
tnnx |
(при отсутствии поступления продуктов) : |
|
|
150 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
р |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
6,4 |
|
|
|
6.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
∆inx |
7,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,35 |
|
не зави- |
|||||||||
|
|
|
|
t<>nx |
25,2 |
|
—24,4 |
|
—24,0 |
|
|
|
|
-23,34 |
|
|||||||||||
|
Так как расход холода при нормальном режиме Qn |
|
сит от Q2 и остается неизменным, то
|
f |
|
|
/ |
A⅛ |
1 + <P |
|
|
|
(39) |
|
fχ |
k∏x' ∆tnx |
|
∆tnx |
/ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||||
Здесь f и fx— охлаждающаяfx |
трубная поверхность холодиль |
|||||||||
ных камер. |
за |
единицу, находим относительное уве |
||||||||
Принимая теперь |
||||||||||
личение у охлаждающей |
трубной |
поверхности |
при |
различ |
||||||
ных |
∆tn. |
|
t0 . . |
(39) |
на |
рис. 17 |
|
t0 . |
|
|
В соответствии с формулой |
|
изображены |
||||||||
графики зависимости ѵtот |
υmιπ |
При этом |
значении |
umιn |
взяты |
|||||
r |
ɪ |
|
r |
|
|
|
|
|||
для каждого перепада |
on |
на основании диаграммы на |
рис. 16. |
|||||||
Из графика (см. рис. 17) вытекает, что при сохранении од |
||||||||||
ной |
и той же поверхности |
(ѵ = 1) увеличенный расход холода |
на домораживание продуктов с —6 до ■—18° связан с установ
лением более низких температур кипения Z0min (—32° — для од
ноэтажных и около —34→---- 35°—для многоэтажных холодиль ников). Графики свидетельствуют также о том, что при прини
маемой в настоящее время температуре t0 . = —28° охлаждаю-
щая трубная поверхность долж
на быть увеличена в среднем в
два раза.
Указанный вывод' находит
свое практическое подтверждение
вневозможности достижения
требуемых проектных температур
вкамерах действующих холо
дильников при увеличенной пи
ковой тепловой нагрузке.
Вполне очевидно, что такое
увеличение поверхности труб не
зависимо от конъюнктурных ус
ловий их стоимости и степени де Рис. 17. Зависимость υ от i0mιnb и р
фицитности является совершенно
неприемлемым, так как теряется полезная кубатура холодиль-
ных камер, охлаждающие батареи не укладываются в ширину
обычно применяемых грузовых проходов, усложняется очистка
снеговой шубы и т. д.
В целях некоторого повышения i0min возможно было бы ис
ходить из у = 1,25, и в этом случае на основе графика на рис. 17
минимальная температура составит |
28,5. |
(40) |
ztOmin = —0>03ρ — |
|
|
Из формулы (40) видно, что влияние р мало. |
|
|
Полученные обобщения являются |
развитием и дальнейшим |
уточнением вопроса о выборе оптимального температурного пе
репада по сравнению с ранее рекомендованным [13—18], при
23
котором специфика переменного температурного режима с нали чием эпизодических пиковых нагрузок не учитывалась вовсе.
Следует отметить, что доля пиковой нагрузки в годовом раз
резе работы холодильников невелика. Она характеризуется
обобщающим коэффициентом μ = = 0,1 или же, в сравни
мых величинах, поддержание температуры Z0mln необходимо
только для 1∕,0 площади холодильника, предназначенной для
хранения всех мороженых продуктов. И тем не менее эксплуа тационные требования обеспечить возможность эпизодического
домораживания поступающих грузов в любой из камер хране
ния приводят к необходимости установки двухступенчатых ком прессоров, постоянно работающих при наиболее низкой темпе
ратуре Zomin• При этом для поддержания в большинстве камер
нормального перепада температур Atn следует в дополнение к
обычным схемам на всасывающей линии из батарей каждой хо
лодильной камеры устанавливать регуляторы постоянного дав
ления.
Как было указано, проектирование такого сложного холо дильного хозяйства нельзя считать оправданным: при выборе оборудования, для снятия пиковых нагрузок, как правило, в тех
нике стремятся к минимальным капитальным затратам и макси
мальной простоте рёшений.
Из произведенного анализа вытекает, что температура воз
духа в большинстве камер может поддерживаться с помощью
компрессоров одноступенчатого сжатия. Устанавливаемый перед каждой камерой пароструйный прибор эпизодически включается
в случае поступления продуктов.
|
Число одновременно работающих одноступенчатых компрес |
||||||
соров при заданном давлении всасывания |
Pon < 8) определяется |
||||||
в |
зависимости |
|
от общего |
теплового |
баланса холодильника. |
||
В |
условиях |
p0n |
|
|
постоянного давления |
||
поддержания |
необходимого |
||||||
всасывания |
|
|
возможна наиболее простая и надежная авто |
||||
матизация их |
работы [19]. |
Они воспринимают также тепловую |
нагрузку морозилок и других возможных низкотемпературных потребителей. В отличие от двухступенчатых установок, с по мощью которых обслуживание холодом производится раздельно по температурам кипения, применение одноступенчатых ком
прессоров дает возможность создавать естественный резерв, по зволяющий на основе взаимозаменяемости машин маневриро
вать их работой.
В свете указанных положений на рис. |
18 дана общая компо |
|||
новка |
аммиачной схемы, составленной |
при участииг. |
инж. |
|
Ш. Н. Кобулашвили. Для большей наглядности показаны |
бата |
|||
реи в |
одной из камер первого этажа и |
морозилки |
Жидкий |
аммиак под давлением конденсации поступает к запорным вен-
24
тилям батарей холодильных камер и морозилок. Далее он на правляется в вертикальный коллектор ж, откуда через фильтр м,
соленоидные и терморегулирующие вентили проходит в трех трубные батареи в с внутренней самоциркуляцией аммиака
[20—22]. Эти коллекторы работают с открытым уровнем жидко
сти и при соответствующей настройке терморегулирующих вен
тилей обеспечивают перегрев паров на выходе в пределах 1—2°.
В случае необходимости понижения температуры в данной ка мере до ∕0maχ (что требуется при эпизодической пиковой на
грузке) пары направляются в пароструйный прибор б, с по
мощью которого в батареях понижается давление кипения ам
миака. В последующем пары поджимаются до общего давления
всасывания системы p0n. Включение пароструйного прибора,
установленного для каждой камеры, производится под давле
нием конденсации с использованием линии для оттаивания сне
говой шубы.
ic=-J7, . E
II
г I
j
[7J'з маслоотвелителя
P0 ч-eama
Из конденсатора
Вконденсатор
—Главная паровая линия (Всасывающий и нагнетателенеій трудопровоВы)
-------Оттаивателеная линия
-------Дренажная линия CXJ Запорный Вентиле
t⅛ Термореуулцру/ощий Вентиле ε¾ Соленоидный Вентиль
Рис. 18. Новая система охлаждения холодильников
Автоматизация поддержания температурного режима холо дильных камер осуществляется с помощью соленоидных венти лей, управляемых регуляторами температуры воздуха. При по
нижении температуры воздуха на 0,5° ниже заданной соленоид
25
ный вентиль закрывается и подача жидкого аммиака в малоем кие батареи прекращается. Батареи продолжают работать при
оставшейся в них жидкости, и образующиеся пары по-прежнему отсасываются компрессорами. По мере уменьшения количества
жидкого аммиака его самоциркуляция прекращается и перестают работать верхние две трубы каждой трехтрубной батареи. По достижении температуры воздуха в камере на 0,5° выше задан-,
ной соленоидный вентиль вновь открывается, подача жидкости
через терморегулирующий вентиль возобновляется и батареи снова начинают работать полностью.
При работе пароструйных приборов необходимы непрерыв ное охлаждение воздуха и подача жидкого аммиака. Поэтому
при включении эжектора соленоидный вентиль оставляют в от крытом положении. Работа морозилок также осуществляется с помощью терморегулирующих вентилей (без установки солено идных вентилей).
При некотором повышении или понижении общего давления
во всасывающей системе в зависимости от суммарной тепловой
нагрузки холодильных камер автоматически включается то или
иное количество одноступенчатых компрессоров а. Они защи
щены от попадания жидкого аммиака и гидравлических ударов.
В случае неисправности одного из терморегулирующих венти лей в машинном отделении для этого предусмотрен отделитель
жидкости д, соединенный с дренажным ресивером е. Отделитель жидкости снабжен дистанционным указателем уровня и.
Снеговую шубу оттаивают известным способом: жидкий ам миак из батарей предварительно сливается через дренажный коллектор л в дренажный ресивер е. Освобождение дренажного
ресивера осуществляется перепуском жидкого аммиака под дав
лением конденсации в |
жидкостный питательный |
трубопровод. |
|||||||
C целью создания |
надежной д работы |
терморегулирующих |
|||||||
вентилей и повышения |
эффективности |
работы |
|
пароструйных |
|||||
приборов в отделитель жидкости |
вмонтирован переохладитель |
||||||||
жидкого аммиака |
к. |
|
|
ton |
|
|
|
|
|
Для улучшения энергетических показателей пароструйных |
|||||||||
приборов температура |
кипения |
tκ принята исходя из отноше |
|||||||
ния — = 8. Следовательно, при |
= |
30o, |
ton = |
—26°. |
|||||
Pon |
|
согласно |
опытным |
данным |
в интервале |
||||
Для этих условий |
|||||||||
интересующих нас температур Z0min ——32 -ч----- 38°: |
|||||||||
/п = — ≈= |
θ>125i0rπin |
|
3,33. |
|
(41) |
||||
При температуре |
конденсации 20° |
значение т увеличится |
|||||||
приблизительно в 1,25 раза. |
объемные энергетические пока |
||||||||
Как показали расчеты |
(27), |
затели системы охлаждения с пароструйными приборами тео
ретически . близки к получаемым, в системах двухступенчатого
26'
сжатия. Однако при теоретическом сопоставлении совершенно не учитываются преимущества цикла с одноступенчатыми ком прессорами, при котором, как уже отмечалось, они восприни
мают всю тепловую нагрѵзку потребителей холода и, таким об
разом, устраняют недостатки разобщенных компоновок по тем пературам кипения в обычных системах двухступенчатого сжа
тия Г23]. При этом невозможность балансировать работу в за висимости от тепловых нагрузок (изменяющихся в течение года от поступления продуктов) и переключения двѵхступёнчатых
компрессоров на камеры охлажденных грузов неизбежно приво
дит к относительно большому часовому объему машин. Нельзя
не отметить и того, что компрессоры низкого давления не могут быть использованы в качестве одноступенчатых машин в тече
ние продолжительного времени года. И в энергетическом отно
шении маневренная эксплуатационная гибкость совмещенной работы одноступенчатых компрессоров и полная герметичность ступени низкого давления, осуществляемой пароструйными при борами, несомненно должна обеспечить лучшие показатели по
сравнению с теоретически ожидаемыми.
Новую систему охлаждения намечено осуществить на строя
щихся3. Бескаскадныераспределительныххолодильныехолодильникахустановки. |
для достижения |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
температуры —115° |
|
|
|
|
|||||
Для получения в паровых компрессионных машинах темпе |
|||||||||||||||||
ратуры кипения ниже —80° нельзя |
ограничиться |
одним |
холо |
||||||||||||||
дильным |
агентом и приходится применять |
каскадные схемы с |
|||||||||||||||
двумя или даже тремя холодиль |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ными |
|
агентами. |
Такая |
|
схема |
|
|
|
|
|
|||||||
очень сложна, |
в |
особенности при |
|
|
|
|
|
||||||||||
менительно к |
малым установкам |
|
|
|
|
|
|||||||||||
для различных заводских и иссле |
|
|
|
|
|
||||||||||||
довательских целей. |
|
обратил |
|
|
|
|
|
||||||||||
В |
1956 |
г. |
ВНИХИ |
|
|
|
|
|
|||||||||
внимание на возможность полу |
|
|
|
|
|
||||||||||||
чения |
температур |
|
кипения |
до |
|
|
|
|
|
||||||||
~ —IOO0 |
при |
помощи только |
од |
|
|
|
|
|
|||||||||
ного |
холодильного |
агента — фре |
Рис. 19. Схема установки для по |
||||||||||||||
она-22 |
[1]. |
При |
этом в |
|
нижней |
лучения температур кипения холо |
|||||||||||
ступени |
|
применяется |
пароструй |
дильного агента от —IOO0 и ниже: |
|||||||||||||
|
|
|
|
ата |
|||||||||||||
ный прибор, благодаря котооому |
кого давления, |
3 — охладитель. 4 — |
|||||||||||||||
давление в |
испарителе 0,0205 |
|
цилиндр низкого |
давления, |
5 — паро |
||||||||||||
повышается |
до |
0,128 |
ата. |
Даль |
/ — испаритель. |
2 |
— цилиндр |
высо |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
нейшее |
|
повышение |
давления |
до |
струйный |
прибор, |
6 — конденсатор, |
||||||||||
12,27 |
ата |
(30°) |
осуществляется |
||||||||||||||
7 — промежуточный сосуд |
|||||||||||||||||
двухступенчатым |
компрессором |
|
|
|
|
|
(рис. 19).
27