Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

2ад

-29,8°С,следовательно, в обычных условиях работы холодильной машины давление в испарителе выше атмосферного. Давление в кон­ денсаторе находится в пределах 5 - 8 атм, т.е. ниже, чем в ам­ миачных машинах, что позволяет при одном и том же механизме движения компрессора получать несколько бо'льшиѳ объемы рабочих полостей цилиндров.

Фрѳон-12 интенсивно растворяется в масле, вязкость которого при этом резко падает. При температуое +25°С, например, в одном, килограмме смазочного масла может раствориться до 0,3 кгс фреона. Растворимость фреона-12 увеличивается при понижении температуры и повышении давления.

Для обеспечения надежной смазки для фреоновых холодильных - компрессоров применяются более вязкие масла. Кроме того, осо­ бенность фрѳона-12 интенсивно растворяться в масле требует при­ менения устройств, обеспечивающих возврат масла в компрессор из теплообменных аппаратов. Для этого чаще всего применяют зме­

евиковые испарители, в которых кипение холодильного агента про­ исходит внутри трубок с подачей жидкого фреона сверху и отсосом паров снизу. В схемах коммуникаций фреоновой установки следует избегать крутых поворотов и изгибов, в которых может задержи­ ваться и скапливаться масло.

Растворимость воды во фреонѳ-12 очень низкая. При 0°С она составляет всего 0,006%, а при температуре -20°С -только 0,003%. Содержание во фреоне даже незначительного количества нерастворѳнной влаги приводит к замерзанию ее непосредственно после регулирующего вентиля или при входе в испаритель и нару­ шает работу всей установки. Поэтому для предупреждения образо­ вания ледяных пробок и закупорки регулирующего вентиля содер­ жание воды в системе не должно превышать 0,004% по весу.

Перед заполнением машины.фрѳоном-12 необходимо производить тщательную осушку ее системы.

Для удаления попавшей в систему влаги на фреоновых машинах ставят дополнительный аппарат - осушитель, который заполняется силикагелем.

242

Фрѳон-І2 способен растворять различные органические веще­ ства. Обычная резина, например,быстро разъедается фреоном. По­ этому прокладки для уплотнения разъемных соединений делают из специальных сортов маслобѳнзостойкой резины или паронита.

При отсутствии влаги фреон-12 является инертным по отноше­ нию ко всем металлам, применяемым в машиностроении, но в при­ сутствии влаги вызывает их коррозию. Фрѳон-12 обладает свойст­ вом хорошо смывать с металлических поверхностей окалину, отло­ жения солей и другие загрязнения. Поэтому на жидкостной линии во фреоновых машинах устанавливают фильтры, предохраняющие ре­ гулирующий вентиль от засорения.

Фрѳон-12 обладает способностью проникать через мельчайшие неплотности в таких местах, где воздух или аммиак не проходят. При этом очень трудно обнаруживать утечку фреона, так как он не обладает запахом. Эта особенность предъявляет очень высокие требования к уплотнениям во фреоновой машине. Место утечки фреона можно определить с помощью галоидной лампы, пламя кото­ рой в присутствии фреона приобретает зеленый цвет.

Основным преимуществом фрѳона-12 является его относитель­ ная безвредность, так как только при содержании фреона в воз­ духе более 30$ по объему появляются признаки отравления.

Применяется фрѳон-12 в холодильных установках средней и малой холодопроизводительностй и в системах кондиционирования воздуха при температурах кипения до -25°С.

Промышленность выпускает фреон-12 двух сортов: для холо­ дильных машин общего назначения и для домашних холодильников. Технические требования к фреону общего назначения несколько ниже. Хранится фреон в стальных баллонах, окрашенных алюмини­ евой краской и имеющих черную надпись для фреона общего назна­ чения и красную для фреона домашних холодильников. Заполнение баллона жидким фреоном не должно превышать 1,1 кгс на каждый литр емкости. Температура хранения не выше 35°С.

Фреон-22 по термодинамическим свойствам близок к аммиаку, а при температурах кипения около -70°С его объемная холодопроизводитѳльность даже выше, чем у аммиака. Низкая температура замерзания (-І60°С) позволяет использовать фреон-22 при темпе­

ратурах кипения до -90°С, где применение аммиака уже невозможно. По физическим свойствам фрѳон-22 близок к фрѳону-12. Коэф­

фициенты теплоотдачи фрѳона-22 выше, чем фреона-12. Не горюч, взрывобезопасен. Не ядовит, но класс вредности выше, чем у

4)невысокая стоимость;

5)малая вязкость и удельный вес.

Самыми доступными хладоносителями являются воздух и вода. Воздух редко применяется в качестве хладоноситѳля, так как он обладает малой теплоемкостью.

Почти всем требованиям отвечает вода. Однако сравнительно высокая температура замерзания воды ограничивает область ее применения установками кондиционирования воздуха.

Для температур ниже 0° в качестве хладоносителѳй приме­ няются водные растворы солей (рассолы). Для получения рассола применяются соли хлористого натрия ( NaCt ), хлористого каль­ ция ( С а С Ц ) и хлористого магния ( М д С Ц ) .

Свойства рассолов зависят от концентрации соли в растворе. На рис.ІЗ.І показано как изменяется температура замерзания

Рис.13.I. Диаграммы затвердевания рассолов: а) хлористого натрия; б) хлористого кальция

рассола в зависимости от концентрации соли в воде. Левые ветви кривых показывают, что с увеличением концентрации соли темпе­ ратура замерзания рассола понижается. Это понижение происходит до эвтектической точки к , при которой весь рассол замерзает. Увеличение концентрации выше эвтектической точки влечет за со­ бой повышение температуры замерзания, что характеризуется пра­ выми ветвями кривых.

При замерзании раствора с концентрацией меньше эвтектиче­ ской выделяется лед, поэтому левая ветвь называется кривой выделения льда. Замерзание раствора с концентрацией соли боль­ ше эвтектической характеризуется выделением кристаллов соли, поэтому правые ветви кривых называются кривыми выделения соли.

245

Увеличение концентрации влечет за собой увеличение удель­ ного веса рассола и уменьшение теплоемкости, что в свою очередь увеличивает расход энергии на его перекачку. Концентрация рас­ сола должна быть не очень низкой, чтобы он не замерз в испари­ теле, но вместе с тем концентрация рассола должна быть не слишком высокой, чтобы не вызывать бесполезной затраты энергии на работу насоса. Выбор концентрации рассола зависит от вели­ чины его рабочей температуры. Концентрация рассола выбирается такой, чтобы температура его замерзания была на 6 - 8° ниже температуры кипения агента. Это условие определяет границы ис­ пользования различных рассолов. Рассол NaCl возможно приме­ нять только при температурах кипения агента выше -Іб°С, а для

При эксплуатации холодильной установки вследствие погло­ щения влаги из воздуха концентрация рассола уменьшается. По­ этому в рассол периодически следует добавлять соль.

Недостатком рассолов как хладоноситѳлѳй является их воз­ действие на металлы, что приводит к выходу из строя рассоль­ ной системы и требует частой замены отдельных труб, аппаратов или всей системы в целом. Поэтому стремятся обезвредить корро­ зионное действие рассолов.

Известно, что коррозия металлов замедляется с уменьшением содержания кислорода в рассоле. Значит, нужно стремиться к тому, чтобы в рассол попадало как можно меньше кислорода. Уменьшения содержания кислорода в рассоле добиваются путем со­ кращения поверхности соприкосновения последнего с воздухом, для чего часто применяют закрытую рассольную систему.

Для уменьшения коррозии в рассол добавляют пассиваторы, т.е. вещества, замедляющие коррозию металлов. В качестве пас-

246

КОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

§14Л . СХЕМА УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Вданной разделе рассматриваются только паровые компрес­ сионные холодильные установки. Типовая схема такой установки приведена на рис.14Л .

Установка состоит из компрессора I, конденсатора 27, испа­ рителя ІО и фреоновой регулирующей станции, в состав которой входят два вентиля 19, терморегулирующий вентиль 17 и ручной регулирующий вентиль 21. В составе установки также имеются:

Теплоноситель (рассол или вода), отобрав в охладителях 12 тепло от охлаждаемых объектов, поступает в рассольный бак 15, откуда насосом Іб подается в испаритель 10, где за счет кипе­ ния фреона охлаждается, а затем через распределительный кол­ лектор снова поступает к охлаждаемым объектам. Вентили 13 слу­ жат для создания циркуляции теплоносителя по контуру "бак - охладители", благодаря чему в течение некоторого времени про­ должается охлаждение объекта и после выключения испарителя за счет запаса холода в рассоле.

Пары фреона из испарителя 10, пройдя через теплообменник б и фильтр 3, засасываются компрессором I. Сжатые в компрессоре пары поступают в конденсатор 27, имеющий водяное охлаждение. После конденсатора жидкий фреон проходит фильтр 25 и собирает­ ся в ресивере 24. Ресивер предназначен для создания запаса жидкого фреона на случай увеличения его расхода при необходи­ мости повышения холодопроизводительности машины. Из ресивера фреон проходит через змеевик теплообменника 6.

Переохлажденный в теплообменнике жидкий фреон поступает к терморегулирующему вентилю 17, с помощью которого регулируется заполнение испарителя 10 фреоном, а также снижается его давле­ ние. Для обеспечения изменения заполнения испарителя регулирую­ щий вентиль имеет термопатрон 5, помещенный.на выходе из тепло­ обменника.

Для прекращения подачи жидкого фреона в испаритель 10 при остановке компрессора перед регулирующим вентилем 17 установ-