Файл: Лурье, М. Е. Изготовление и монтаж трубопроводов холодильных установок.pdf

ГО -*•>' •

В книге освещены передозые методы изготовления, монтажа и испытания трубо­ проводов холодильных установок, в кото­ рых циркулируют наиболее часто встречаю­ щиеся хладагенты и теплоносители.

Рассказывается о безопасных методах ведения монтажных работ и испытаниях трубопроводов холодильных установок.

Книга является пособием по повыше­ нию мастерства слесарей, мастеров, зани­ мающихся монтажом холодильных устано­ вок.

Научный редактор Николаевский Е. Я.

3—2—7

173—1970

I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Холодильными машинами называют набор аппаратов, связанных между собой трубопро­

ком тепловом уровне и передающий на высокий температурный уровень. При этом затрачивает­ ся тепловая или механическая энергия.

Рабочее тело, циркулирующее внутри холо­ дильной машины, называют хладагентом. Наи­ более часто применяемыми хладагентами явля­ ются аммиак, фреон-12, фреон-22, пропан и

др.

Холодильные машины различают по спосо­ бам перемещения тепла с низшего на высший уровень:

а) компрессионные холодильные машин (КХМ), применяющие все вышеупомянутые хладагенты, работают следующим образом

(рис. 1):

в испарителе находится жидкий хладагент при низких давлении и температуре. Охлажда­ емое вещество отдает свое тепло хладагенту, который при этом испаряется. Пары хладаген­ та при низких давлении и температуре отсасы-

^ваются компрессором, сжимаются там и с вы­ сокими температурой и давлением направля­ ются в конденсатор, где они конденсируются, охлаждаясь проточной водой.

Сжиженный хладагент проходит через регу­ лирующий вентиль, где давление уменьшается за счет большого сопротивления. При пониже­ нии давления в регулирующем вентиле соот­ ветственно понижается и температура хлад­

5

агента. В испаритель поступает хладагент с низкой температурой, который за счет теплооб­ мена с охлаждаемым веществом его охлажда­ ет, а сам испаряется и вновь поступает в ком­ прессор;

J

Рис. 1. Схема КХМ:

б) абсорбционные холодильные машин (АХМ) работают на растворах: аммиак — во­ да; бромистый литий — вода и др.

Абсорбционные холодильные машины

(АХМ) работают следующим образом (рис. 2): в куб-генератор 1, содержащий водо-аммиач­ ный раствор, по змеевику подается греющая среда (пар, горячие газы и т. п.). При нагреве из раствора будут выделяться пары, богатые аммиаком, но содержащие также немного па­ ров воды. Поднимаясь выше, эти пары прохо­ дят через ректификатор 2, где соприкасаются с более холодным богатым водо-аммиачным

6

раствором. При этом раствор будет нагревать­ ся, выделяя аммиак, а водо-аммиачные па­ ры — охлаждаться, выделяя воду. Таким обра-

Рис. 2. Схема АХМ:

1 — куб-генератор; 2 — ректификатор; 3 — дефлегматор;

зом, концентрация аммиачных паров будет по­ вышаться за счет удаления воды и поступле­ ния аммиака.

Для окончательной очистки смеси паров от содержащейся в ней воды применяется дефлег­

7

матор 3, в котором они охлаждаются водой че­ рез змеевик. При этом водяные пары конден­ сируются и в виде холодной флегмы (смеси аммиака с водой) сливаются обратно в рек­ тификатор 2. В конденсатор 4 попадают чистые аммиачные пары, которые сжижаются охлаж­ дающей водой при том же давлении, что в кубе, ректификаторе и дефлегматоре. Жидкий аммиак, проходя через первый регулирующий вентиль 5, теряет давление и попадает в испа­ ритель 6, где, выкипая, отнимает тепло от охлаждаемой среды.

Пары аммиака из испарителя направляют­ ся в абсорбер 7, где они смешиваются со сла­ бым водо-аммиачным раствором, идущим из куба и теплообменника 9, через второй регули­ рующий вентиль 10 (при этом раствор укрепля­ ется, выделяя значительное количество тепла, которое отводится через змеевик охлаждающей водой).

Укрепленный водо-аммиачный раствор на­ сосом 8 нагнетается через теплообменник в куб-ректификатор и цикл повторяется снова.

Хладагенты

Наиболее часто применяемыми хладагента­ ми являются:

а) аммиак (NH3), получаемый на химич ских заводах путем соединения азота и водо­ рода при высоких давлениях (320 и 700 кгс/см2) и температурах (600—800°С). Это бесцветный газ с резким запахом, раздражаю­ щий слизистые оболочки носа, глаз, дыхатель­ ных и пищепроводных путей; входит в таблицу «Сильнодействующие ядовитые вещества» (СДЯВ). Концентрации в воздухе в объеме

8

0,2—0,5% смертельны. Газ разрушает медь и

опасен (при наличии искры или открытого пла­ мени).

При обычном атмосферном давлении кипит при температуре — 33,5°С. В среде, насыщен­ ной кислородом, легко взрывается. Пары ам­ миака легче воздуха. Аммиак имеет очень хо­ рошие термодинамические свойства и дешев в производстве, поэтому, несмотря на большой недостаток — вредность, он наиболее распро­ странен в холодильной технике;

б) фреоны, из которых наиболее часто при меняют Ф-12 (CCI2F2) и Ф-22 (CHF2CI), изго­ тавливают на химических заводах. Это бес­

запаха, относительно безвреден (опасное содер­ жание в воздухе более 20% по объему), тяже­ лее воздуха, не горит, при нормальном атмо­ сферном давлении кипит при —29,8°С. Активно растворяет масло в неограниченном количест­ ве. С водой не соединяется и не растворяется в ней. Присутствие в нем воды в крайне незначи­ тельных количествах (более 0,0006%) по весу воздействует на металлы и, кроме того, вода в наиболее холодных элементах холодильной машины замерзает, выводя их из строя.

Фреон-12 текуч: он проникает через малей­ шие неплотности соединений и поры металла. Растворяет ржавчину, окалину, формовочную землю и т. п., значительно дороже аммиака.

Фреон-22 не горит, не взрывается, опасной концентрацией в воздухе считается примерно такая лее, как и для фреона-12. Температура

9

кипения при атмосферном давлении — 40,8°С. Менее текуч, чем Ф-12;

в) пропан (Сз Н8) — дешевый газ, получае мый в больших количествах на предприятиях нефтехимической промышленности, имеет тем­ пературу кипения —45°С, горюч и при содер­ жании в воздухе 2—10% взрывоопасен. Не растворяется в воде и хорошо растворяет масло. Применяется преимущественно на низ­ котемпературных холодильных установках з нефтехимической промышленности.

Теплоносители

Там, где непосредственное охлаждение ра­ бочим телом (хладагентом) нежелательно, применяют промежуточные вещества — тепло­ носители. Наиболее распространенными явля­ ются: вода, водные растворы хлористого нат­ рия, хлористого кальция и др., имеющие низ­ кую точку замерзания (табл. 1).

Таблица 1

Температуры замерзания растворов хлористых натрия и кальция в зависимости от содержания в растворе солей

10