Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf

\

Холодильный коэффициент зависит не только от совершен­ ства установки, но и от условий, в которых она работает, по­ этому лучше характеризовать эффективность работы ПКХУ ее полным к. п. д.

( Г „ — т 0С ) Г „ М Д 5 | ,

Здесь, кроме принятых ранее обозначений, т]д — к. п. д. привод­ ного двигателя КПХУ.

Если потерями давления хладагента в испарителе можно

Т о. с (‘ а — н )

Для эксплуатируемых ПКХУ полный к. п. д. может быть оп­ ределен по величине фактического удельного расхода энергии Э, равного отношению мощности, потребляемой двигателем уста­ новки из сети, к фактической холодильной мощности:

На величину к. п. д. ПКХУ в значительной мере влияет сте­ пень необратимости теплообмена в ее аппаратах, поэтому при ■одинаковой разности температур сред, обменивающихся теплом в испарителе и конденсаторе, к. п. д. установки будет тем ниже, чем меньше разность температур окружающей и охлаждаемой

(все остальные величины такие же, как и в предыдущем слу­ чае) к. л. д. установки составит около 42%.

6. Конструкции основных элементов ПКХУ

Основными элементами ПКХУ являются компрессор, конден­

35

пыс компрессоры простого действия; при большой холодильной мощности — бескренцкопфныс простого действия и крейцкопф­ ные двойного действия. Преимущественное пріпмепение компрес­ соров простого действия в холодильных установках объясняется сложностью герметизации сальникового уплотнения движуще­ гося штока, а также увеличением массы движущихся частей при наличии штока и крейцкопфа.

В холодильных установках широко применяются прямоточ­ ные компрессоры, у которых всасывающие клапаны располо­ жены в поршне, а нагнетательные в крышке цилиндра. Через такой компрессор пар проходит в одном направлении. Прямо­ точные компрессоры имеют преимущества по сравнению с ком­ прессорами обычного типа: при всасывании пар меньше нагре­ вается. более свободно размещаются клапаны, что дает воз­ можность увеличить их проходное сечение. Однако в прямоточ­ ном компрессоре увеличивается масса движущихся частей, усложняется монтаж и демонтаж всасывающих клапанов, ис­ ключается возможность отжима всасывающих клапанов при пуске и для регулирования производительности.

В крупных холодильных установках широко применяются многоцилпндровые блок-картерные компрессоры, цилиндры и картер у которых представляют собой единый литой блок. Эти компрессоры имеют преимущества по сравнению с компрессо­ рами с отдельными цилиндрами, масса и габариты их значи­ тельно меньше. Таким компрессором является фреоновый восьмпцплиндровый одноступенчатый компрессор ФУУ-350, исполь­ зуемый в холодильном агрегате МФ-700. Компрессор ФУУ-350 прямоточный, блок-картерный, с веерообразным расположением цилиндра. Всасываемые пары хладагента поступают в блок-кар­ тер с торца через специальный фильтр (грязеуловитель). В ци­ линдр пар поступает через всасывающий клапан в поршне. На­ гнетаемый пар подается в общий коллектор. Насос для подачи масла расположен в нижней части картера. Скорость вращения вала компрессора 960 об/мин, объем, описываемый поршнями, составляет 28,2 м3/мнн. При /’„= +5°С и А =+35°С компрессо­ ром обеспечивается холодильная мощность 840 квт, установлен­ ная мощность электродвигателя 250 квт.

В установках большой производительности применяются ком­ прессоры оппозитного типа, обладающие хорошей уравновешен­ ностью и выполняемые с повышенной скоростью вращения вала (500 об/мин). К этому типу относятся крупные аммиачные ком­ прессоры АО-600 и АО-1200 с холодопроизводптелыюстью соот­ ветственно 700 квт (600 ккал/ч) и 1400 квт (1200 ккал/ч), ис­ пользуемые в холодильных установках на поверхности шахт.

Компрессор АО-600 обеспечивает при ^,= + 5 °С и /к= +35"С холодильную мощность 750 квт, мощность двигателя 320 квт, скорость вращения вала 500 об/мин, объем, описываемый порш­ нями, 26,5 м3/мин.

36

На рис. II показан аммиачный оппозитпый горизонталь­ ный компрессор АО-600, который состоит из цилиндров 1, на­ правляющих крейцкопфа 2, базы компрессора 3, агрегата маслосмазкн, состоящего из насоса 5 для подачи смазки в цилиндры и к крейцкопфам (лубрикатора), фильтра-холодильника масла 6, используемого для смазки механизма движения (кроме крейц­ копфа) и шестеренного насоса 7.

Выход8оды

О

Рис. 11. Компрессор АО-600:

а — обиши вид; б — продольный разрез цилиндра

37

В настоящее время выпускают унифицированные компрес­ сорные машины, пригодные для сжатия хладагентов различного типа (например, аммиака и фреона).

На рис. 12 показан продольный разрез фреонового двухсту­ пенчатого турбокомпрессора ТКФ-2-48 (ТК-2-1), используемого

Рис. 12. Фреоновый турбокомпрессор ТКФ-2-48

в холодильном агрегате ХТМ-248-4000, холодильная мощность которого при ^п=+5°С и гф=+35°С составляет 5500 квт.

Корпус компрессора 2 выполнен разъемным в горизонталь­ ной плоскости. Вал 1, на котором сидят рабочие колеса 9, опирается на два подшипника: опорный 5 и опорно-упорный 11. Пары фреона поступают во всасывающую камеру 10, а затем в первое рабочёе колесо. Направляющий аппарат <3, располо­ женный перед первой ступенью, служит для регулирования про­ изводительности агрегата. Внутри корпуса размещены так на­ зываемые диафрагмы 8, использующиеся для крепления непо­ движных элементов ступеней и являющиеся одной из стенок канала направляющего аппарата. Из второй ступени пар посту­

28

пает в выходную улитку 4 и затем в нагнетательный трубо­ провод.

Осевое усилие, возникающее при работе компрессора, частич­ но уравновешивается разгрузочным поршнем 7, а частично воспринимается подшипником 11.

Перед вторым рабочим колесом имеется вход для пара из промежуточного сосуда— отделителя жидкости (см. рис. 7), необходимый для осуществления двухступенчатого дросселиро­ вания.

Компрессор имеет выносную систему смазки подшипников и сальника 6, уплотняющего выходной конец вала, схема смаз­ ки — циркуляционная. Для привода компрессора используется синхронный двигатель мощностью 1500 квт.

Турбокомпрессоры аммиачных установок обычно имеют боль­ шее число ступеней. Например, компрессор ТКА-735 холодиль­ ной машины АТКА-735, используемой в системах кондициони­ рования, имеет семь ступеней и регулирование производитель­

обменный аппарат, в котором происходит отбор тепла от хлад­ агента охлаждающей средой. Средой, охлаждающей конден­ сатор, может быть воздух или вода. В шахтных условиях пз-::а значительной мощности применяемых холодильных установок используются конденсаторы только с водяным охлаждением. Конструктивно такие конденсаторы выполняются кожухотрубнымп (горизонтальными или вертикальными), кожухозмеевиковыми пли испарительными. Для крупных холодильных устано­ вок широко применяются горизонтальные кожухотрубные кон­ денсаторы (рис. 13). Конденсатор состоит из цилиндрического корпуса 10 с крышками 1 и 8, в котором размещается пучок труб 13. Трубы завальцованы в решетки 14, одна из которых закрепляется в корпусе жестко, а вторая может перемещаться вдоль оси корпуса. Пары хладагента из компрессора поступают в верхний патрубок 3 и заполняют междутрубное пространство. Конденсируясь на поверхности трубок, хладагент стекает в ниж­ нюю часть аппарата 11, откуда отводится через патрубок. Вода проходит по трубкам конденсатора. Специальными перегород­ ками в крышках пучок труб разделяется на секции, по которым течет вода. Конденсатор обычно снабжается предохранитель­ ным клапаном 4, клапаном 7 для спуска воздуха и указателем уровня 15, отводами 2, 5, б, 9, 12 для подсоединения измери­ тельных приборов, выпуска конденсата. Иногда на крупных аммиачных холодильных установках устанавливаются' верти­ кальные кожухотрубные конденсаторы, конструкции которых

39

Вход пара

т о 7

Рис. 13. Кожухотрубпыи конденсатор КТР-140

В испарительных конденсаторах отвод тепла конденсации производится в основном за счет испарения части охлаждающей воды с помощью специальных форсунок непрерывно орошающей трубки, по которой движутся пары хладагента. Благодаря зна­ чительной скрытой теплоте парообразования расход воды в та­ ких конденсаторах меньше, чем в кожухотрубных конденсато­ рах, однако для интенсификации испарения возникает необхо­ димость в установке специальных вентиляторов, т. е. в услож­ нении установки.

хладоносителя) к кипящему хладагенту.

По конструкции различают испарители кожухотрубные и кожухозмеевиковые. Причем в некоторых случаях хладагент

могут быть с естественной й принудительной циркуляцией. Кро­ ме того, по степени заполнения жидким хладагентом различают затопленные и сухие (незатопленные) испарители. В затоплен­ ных испарителях вся теплопередающая поверхность омывается жидким кипящим хладагентом. В незатопленных испарителях часть теплопередающей поверхности омывается не жидкостью, а паром хладагента. Испарители, предназначенные для охлаж­ дения жидкости, отличаются конструктивно от испарителей, в которых производится непосредственное охлаждение воздуха. При использовании испарителей для охлаждения воздуха необ­ ходимо принимать меры для повышения довольно низкого ко­ эффициента теплоотдачи от поверхности труб, по которым дви­ жется хладагент к воздуху.

На рис. 14 показан кожухотрубный испаритель ИТР-210, ис­ пользуемый на шахтах. Испаритель состоит из цилиндрического корпуса 4 с крышками 1 и 9. Внутри корпуса находится пучок гладких или оребренных труб 11, концы которых завальцованы в трубные решетки 12. В испарителе данной конструкции хлад­ агент движется снаружи трубок, а внутри трубок циркули­ рует хладоиоситель. Так же как и в рассмотренной выше конст­ рукции конденсатора (см. рис. 13), за счет специальных пере­ городок в крышках корпуса производится разделение трубного пучка на несколько последовательно соединенных секций. Под­ вод хладагента к испарителю производится через коллектор 10 (см. рис. 14), соединенный с нижней частью корпуса аппарата. Отбор пара производится из сухопарника 3, имеющегося в не­ которых конструкциях испарителя, или от верхней части кор­ пуса. Испаритель снабжается предохранительным клапаном 5, указателем уровня 7 и необходимой запорной арматурой 2, 6, 8.

Как уже указывалось выше, можно использовать затоплен­ ные и незатопленные испарители. В затопленном испарителе (рис. 15, а) через трубопровод 1 хладагент после дросселиро-

41