Монтаж основных аппаратов и вспомогательного оборудования. Принцип работы испарителя

Многие ремонтники часто задают нам следующий вопрос: "Почему в ваших схемах питание Ег к испарителю всегда подводится сверху, является ли это обязательным требованием при подключении испарителей?" Настоящий раздел вносит ясность в этот вопрос.
А) Немного истории
Мы знаем, что когда температура в охлаждаемом объеме уменьшается, одновременно падает давление кипения, поскольку полный перепад температур остается почти постоянным (см. раздел 7. "Влияние температуры охлаждаемого воздуха").

Несколько лет назад это свойство часто использовалось в холодильном торговом оборудовании в камерах с положительной температурой для остановки компрессоров, когда температура холодильной камеры достигала требуемой величины.
Такая технология имущества:
имела два пре-
Регулятор НД
Регулирование по давлению
Рис. 45.1.
Во-первых, она позволяла обходиться без задающего термостата, поскольку реле НД выполняло двойную функцию - задающего и предохранительного реле.
Во-вторых, для обеспечения размораживания испарителя при каждом цикле достаточно было настроить систему так, чтобы компрессор запускался при давлении, соответствующем температуре выше 0°С, и таким образом сэкономить на системе оттайки!
Однако, когда компрессор останавливался, для того, чтобы давление кипения в точности соответствовало температуре в холодильной камере, обязательно требовалось постоянное наличие жидкости в испарителе. Вот почему в то время испарители запитывались очень часто снизу и все время были наполовину залиты жидким хладагентом (см. рис. 45.1).
В наши дни регулирование по давлению используется достаточно редко, так как оно имеет следующие отрицательные моменты:
Если конденсатор имеет воздушное охлаждение (наиболее частый случай), давление конденсации в течение года сильно меняется (см. раздел 2.1. "Конденсаторы с воздушным охлаждением. Нормальная работа "). Эти изменения давления конденсации обязательно приводят к изменениям давления кипения и, следовательно, изменениям полного температурного перепада на испарителе. Таким образом, температура в холодильной камере не может поддерживаться стабильной и будет подвергаться большим изменениям. Поэтому необходимо либо использовать конденсаторы с водяным охлаждением, либо применять эффективную систему стабилизации давления конденсации.
Если возникают хотя бы небольшие аномалии в работе установки (по давлениям кипения или конденсации), приводящие к изменению полного температурного перепада на испарителе, даже незначительного, температура в холодильной камере не может больше поддерживаться в заданных пределах.

Если нагнетающий клапан компрессора недостаточно герметичен, то при остановках компрессора давление кипения быстро растет и возникает опасность увеличения частоты циклов "пуск-останов" компрессора.

Вот почему в наши дни для отключения компрессора наиболее часто используется датчик температуры в охлаждаемом объеме, а реле НД выполняет только функции защиты (см. рис. 45.2).

Заметим, что в этом случае способ за-питки испарителя (снизу или сверху) почти не оказывает заметного влияния на качество регулирования.

Б) Конструкция современных испарителей

При увеличении холодопроизводительности испарителей, их размеры, в частности длина трубок, используемых для их изготовления, также увеличиваются.
Так, в примере на рис. 45.3, конструктор для получения производительности в 1 кВт должен последовательно соединить две секции по 0,5 кВт каждая.
Но такая технология имеет ограниченное применение. Действительно, при удвоении длины трубопроводов потери давления также удваиваются. То есть, потери давления в больших испарителях быстро становятся слишком большими.
Поэтому, при повышении мощности изготовитель больше не располагает отдельные секции последовательно, а соединяет их параллельно с тем, чтобы сохранить потери давления как можно ниже.
Однако при этом требуется, чтобы каждый испаритель был запитан строго одинаковым количеством жидкости, в связи с чем изготовитель устанавливает на входе в испаритель распределитель жидкости.

3 секции испарителя, соединенные параллельно
Рис. 45.3.
Для таких испарителей вопрос о том, снизу или сверху их запитывать, уже не стоит, поскольку они запитываются только через специальный распределитель жидкости.
Теперь рассмотрим способы поОсоеОинения трубопроводов к различным типам испарителей.

Для начала, в качестве примера, возьмем небольшой испаритель, малая производительность которого не требует применения распределителя жидкости (см. рис. 45.4).

Хладагент поступает на вход испарителя Е и потом опускается по первой секции (изгибы 1, 2, 3). Далее он поднимается во второй секции (изгибы 4, 5, 6 и 7) и перед тем, как покинуть испаритель на выходе из него S, вновь опускается по третьей секции (изгибы 8, 9, 10 и 11). Заметим, что хладагент опускается, поднимается, затем вновь опускается, и движется навстречу направлению движения охлаждаемого воздуха.
Рассмотрим теперь пример более мощного испарителя, который имеет значительные размеры и запитан с помощью распределителя жидкости.

Каждая доля полного расхода хладагента поступает на вход своей секции Е, поднимается в первом ряду, потом опускается во втором ряду и покидает секцию через свой выход S (см. рис. 45.5).
Иначе говоря, хладагент поднимается, потом опускается в трубах, всегда двигаясь против направления движения охлаждающего воздуха. Итак, каким бы ни был тип испарителя, хладагент попеременно то опускается, то поднимается.
Следовательно, понятия об испарителе, зачитанном сверху или снизу, не существует, особенно для наиболее часто встречающегося случая, когда испаритель запитыеается через распределитель жидкости.

С другой стороны, в обоих случаях мы увидели, что воздух и хладагент двигаются по принципу противотока, то есть навстречу друг другу. Полезно напомнить основания для выбора такого принципа (см. рис. 45.6).

Поз. 1: этот испаритель запитан через ТРВ, который настроен таким образом, чтобы обеспечивать перегрев 7К. Для обеспечения такого перегрева паров, покидающих испаритель, служит определенный участок длины трубопровода испарителя, обдуваемый теплым воздухом.
Поз. 2: Речь идет о том же самом участке, но с направлением движения воздуха, совпадающим с направлением движения хладагента. Можно констатировать, что в этом случае длина участка трубопровода, обеспечивающего перегрев паров, возрастает, поскольку обдувается более холодным воздухом, чем в предыдущем случае. Это означает, что испаритель содержит меньше жидкости, следовательно, ТРВ в большей степени перекрыт, то есть давление кипения ниже и холодопроизводительность ниже (см. также раздел 8.4. "Терморегулирую-щий вентиль. Упражнение").
Поз. 3 и 4: Хотя испаритель запитан снизу, а не сверху, как на поз. 1 и 2, наблюдаются те же самые явления.
Таким образом, хотя в большинстве примеров испарителей с прямым циклом расширения, рассматриваемых в настоящем руководстве, они запитываются жидкостью сверху, это сделано исключительно для упрощения и в целях более понятного изложения материала. На практике монтажник-холодильщик реально почти никогда не совершит ошибку в подключении распределителя жидкости к испарителю.
В том случае, когда у вас возникают сомнения, если направление прохождения воздуха через испаритель не очень ясно обозначено, чтобы выбрать способ подключения трубопроводов к испарителю, строго соблюдайте предписания разработчика с целью достижения холодо-производителъности, заявленной в документации на испаритель.

В случае, когда потребление паровой фазы сжиженного газа превосходит скорость естественного испарения в емкости, необходимо применение испарителей, которые за счет электроподогрева ускоряют процесс парообразования жидкой фазы в паровую и гарантируют подачу газа к потребителю в расчетном объеме.

Предназначение испарителя СУГ - это преобразование жидкой фазы сжиженных углеводородных газов (СУГ) в парообразную, происходящее за счет использования испарителей с электроподогревом. Испарительные установки могут быть оборудованы одним, двумя, тремя и более электрическими испарителями.

Монтаж испарителей позволяет осуществлять работу как одному испарителю, так и нескольким параллельно. Таким образом, производительность установки может изменяться в зависимости от количества одновременно работающих испарителей.

Принцип работы испарительной установки:

При включении испарительной установки автоматика нагревает испарительную установку до 55С. Электромагнитный клапан на входе жидкой фазы в испарительную установку будет закрыт до тех пор, пока температура не достигнет этих параметров. Датчик контроля уровня в отсекателе (в случае наличия уровнемера в отсекателе) контролирует уровень и при переполнении закрывает клапан на входе.

Испаритель начинает нагреваться. При достижении 55°C будет открыт магнитный клапан на входе. Сжижженный газ попадает в разогретый трубный регистр и испаряется. В это время испаритель продолжает нагреваться, и при достижении температуры ядра 70-75°C спираль нагрева будет отключена.

Процесс испарения продолжается. Ядро испарителя постепенно остывает, и при падении температуры до 65°C спираль нагрева будет снова включена. Цикл повторяется.

Комплектация испарительной установки:

Испарительная установка может быть укомплектована одной или двумя регуляторными группами, для дублирования системы редуцирования, а также обводной линии паровой фазы, минуя испарительную установку для использования паровой фазы естественного испарения в газгольдерах.

Регуляторы давления используются для установки заданного давления на выходе из испарительной установки к потребителю.

• 1-я ступень — регулировка среднего давления (от 16 до 1,5 бар).
• 2-я ступень — регулировка низкого давления от 1,5 бар до давления, необходимого при подаче к потребителю (например, в газовый котел или газопоршневую электростанцию).

Преимущества испарительных установок PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия)

1. Компактная конструкция, небольшой вес;
2. Экономичность и безопасность эксплуатации;
3. Большая тепловая мощность;
4. Длительный срок эксплуатации;
5. Стабильная работа при низких температурах;
6. Дублированная система контроля выхода жидкой фазы из испарителя (механическая и электронная);
7. Защита от обледенения фильтра и электромагнитного клапана (только у компании PP- TEC)

В комплект поставки входят:

Двойной термостат контроля температуры газа,
- сенсоры контроля уровня жидкости,
- электромагнитные клапаны на входе жидкой фазы
- комплект предохранительной арматуры,
- термометры,
- шаровые краны для опорожнения и деаэрации,
- встроенный отсекатель жидкой фазы газа,
- входные/выходные штуцеры,
- клеммные коробки для подключения электропитания,
- щит электроуправления.

Преимущества испарителей PP-TEC

При проектировании испарительной установки всегда необходимо учитывать три составляющих:

1. Обеспечить заданную производительность,
2. Создать необходимую защиту от переохлаждения и перегрева ядра испарителя.
3. Правильно рассчитать геометрию расположения теплоносителя к проводнику газа в испарителе

Производительность испарителя зависит не только от количества потребляемого напряжения питания из сети. Немаловажным фактором является геометрия расположения.

Правильно рассчитанное расположение обеспечивает эффективное использования зеркала теплоотдачи и как следствие повышение коэффициента полезного действия испарителя.

В испарителях “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия), путем правильных расчётов, инженеры компании добились увеличения данного коэффициента до 98%.

Испарительные установки компании “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) теряют только два процента тепла. Остальное количество используется для испарения газа.

Практически все европейские и американские производители испарительной техники совершенно ошибочно трактуют понятие «редундантная защита» (условие для реализации обеспечения дублирования функций защиты от перегрева и переохлаждения).

Понятие «редундантная защита» подразумевает под собой реализацию «подстраховки» отдельных рабочих узлов и блоков или всего оборудования полностью, путем использования дублированных элементов разных производителей и с разными принципами действия. Только в таком случае можно минимизировать возможность выхода оборудования из строя.

Многие производители пытаются реализовать данную функцию (при защите от переохлаждения и попадания жидкой фракции СУГ к потребителю), устанавливая на входную линию подачи два магнитных клапана, включенных последовательно, одного производителя. Или используют два последовательно включенных в сеть температурных датчика включения/открытия клапанов.

Представьте себе ситуацию. Один магнитный клапан завис в открытом состоянии. Как Вы сможете определить, что клапан вышел из строя? НИКАК! Установка будет работать дальше, потеряв возможность вовремя обеспечить безопасность срабатывания при переохлаждении в случае выхода из строя второго клапана.

В испарителях PP-TEC данная функция была реализована совершенно другим путём.

В испарительных установках компания “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) использует алгоритм совокупной работы трёх элементов защиты от переохлаждения:

1. Электронный прибор
2. Магнитный клапан
3. Механический запорный клапан в отсекателе.

Все три элемента имеют абсолютно разный принцип действия, что позволяет с уверенностью говорить о невозможности возникновения ситуации, при которой не испарённый газ в жидком виде попадёт в трубопровод потребителя.

В испарительных установках компании “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) было реализовано то же самое при реализации защиты испарителя от перегрева. В элементах задействована как электроника, так и механика.

Компанией “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) впервые в мире была реализована функция интегрирования отсекателя жидкости в полость самого испарителя с возможностью константного подогрева отсекателя.

Ни один производитель испарительной техники не использует данную собственно разработанную функцию. Используя подогреваемый отсекатель, испарительные установки “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия), получили возможность испарения тяжелых составляющих СУГ.

Многие производители, копируя друг у друга, устанавливают отсекатель на выходе перед регуляторами. Содержащиеся в газе меркаптаны, серы и тяжелые газы, имеющие очень высокую плотность, попадая в холодный трубопровод, конденсируются и откладываются на стенках труб, отсекателя и регуляторов, что существенно сокращает срок службы оборудования.

В испарителях “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) тяжелые осадки в расплавленном состоянии держатся в отсекателе до удаления их через сбросной шаровой клапан в испарительной установке.

Отсекая меркаптаны, компания “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) смогла добиться увеличения срока службы установок и регуляторных групп в разы. А значит, бережно отнестись к эксплуатационным расходам, не требующим постоянной замены мембран регуляторов, либо их полной дорогостоящей замены, ведущей к простою испарительной установки.

А реализованная функция подогрева электромагнитного клапана и фильтра на входе в испарительную установку не дает возможности скапливается в них воде и при замерзании в электромагнитных клапанах выводить из строя при срабатывании. Либо ограничивать вход жидкой фазы в испарительную установку.

Испарительные установки Немецкой компании “PP-TEC «Innovative Fluessiggas Technik” (Германия) - это надежная и стабильная работа в течение долгих лет эксплуатации.

Группа компаний «МЭЛ» - оптовый поставщик систем кондиционирования Mitsubishi Heavy Industries.

www.сайт Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ) для охлаждения вентиляции получают все большее распространение при проектировании систем центрального охлаждения зданий. Преимущества их очевидны:

Во-первых, это цена одного кВт холода. По сравнению с чиллерными системами охлаждение приточного воздуха с помощью ККБ не содержит промежуточного хладоносителя, т.е. воды или незамерзающих растворов, поэтому обходится дешевле.

Во-вторых, удобство регулирования. Один компрессорно конденсаторный агрегат работает на одну приточную установку, поэтому логика управления едина и реализуется с помощью стандартных контроллеров управления приточных установок.

В-третьих, простота монтажа ККБ для охлаждения системы вентиляции. Не нужно дополнительных воздуховодов, вентиляторов и т.д. Встраивается только теплообменник испарителя и все. Даже дополнительная изоляция приточных воздуховодов часто не требуется.

Рис. 1. ККБ LENNOX и схема его подключения к приточной установке.

На фоне таких замечательных преимуществ на практике сталкиваемся с множеством примеров кондиционирования системы вентиляции, в которых ККБ либо вообще не работают, либо в процессе работы очень быстро выходят из строя. Анализ этих фактов показывает, что часто причина в неправильном подборе ККБ и испарителя для охлаждения приточного воздуха. Поэтому рассмотрим стандартную методику подбора компрессорно конденсаторных агрегатов и постараемся показать ошибки, которые допускаются при этом.

НЕПРАВИЛЬНАЯ, но наиболее часто встречающаяся, методика подбора ККБ и испарителя для прямоточных приточных установок

1. В качестве исходных данных нам необходимо знать расход воздуха приточной установки. Зададим для примера 4500 м3/час.
2. Приточная установка прямоточная, т.е. без рециркуляции, работает на 100% наружном воздухе.
3. Определим район строительства – например Москва. Расчетные параметры наружного воздуха для Москвы +28С и 45% влажность. Эти параметры принимаем за начальные параметры воздуха на входе в испаритель приточной системы. Иногда параметры воздуха принимают «с запасом» и задают +30С или даже +32С.
4. Зададим необходимые параметры воздуха на выходе из приточной системы, т.е. на входе в помещение. Часто эти параметры задают на 5-10С ниже, чем требуемая температура приточного воздуха в помещении. Например, +15С или даже +10С. Мы остановимся на среднем значении +13С.
5. Далее с помощью i-d диаграммы (рис. 2) строим процесс охлаждения воздуха в системе охлаждения вентиляции. Определяем необходимый расход холода в заданных условиях. В нашем варианте требуемый расход холода 33,4 кВт.
6. Подбираем ККБ по требуемому расходу холода 33,4 кВт. Есть в линейке ККБ ближайшая большая и ближайшая меньшая модель. Например, для производителя LENNOX это модели: TSA090/380-3 на 28 кВт холода и TSA120/380-3 на 35,3 кВт холода.

Принимаем модель с запасом на 35,3 кВт, т.е. TSA120/380-3.

А теперь мы расскажем, что будет происходить на объекте, при совместной работе приточной установки и подобранного нами ККБ по вышеописанной методике.

Проблема первая – завышенная производительность ККБ.

Кондиционер вентиляции подобран на параметры наружного воздуха +28С и 45% влажность. Но заказчик планирует его эксплуатировать не только когда на улице +28С, в помещениях зачастую уже жарко за счет внутренних теплоизбытков начиная с +15С на улице. Поэтому на контроллере устанавливается температура приточного воздуха в лучшем случае +20С, а в худшем еще ниже. ККБ выдает либо 100% производительности, либо 0% (за редкими исключениями плавного регулирования при использования наружных блоков VRF в виде ККБ). ККБ при понижении температуры наружного (заборного) воздуха свою производительность не уменьшает (а фактически даже немного увеличивает за счет большего переохлаждения в конденсаторе). Поэтому при понижении температуры воздуха на входе в испаритель ККБ будет стремиться выдавать и меньшую температуру воздуха на выходе из испарителя. При наших данных по расчетам получается температура воздуха на выходе +3С. Но этого быть не может, т.к. температура кипения фреона в испарителе +5С.

Следовательно, понижение температуры воздуха на входе в испаритель до +22С и ниже, в нашем случае приводит к завышенной производительности ККБ. Далее происходит недокипание фреона в испарителе, возвращение жидкого хладагента на всасывание компрессора и, как следствие, выход компрессора из строя из за механического повреждения.

Но на этом наши проблемы, как ни странно, не кончаются.

Проблема вторая – ЗАНИЖЕННЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ.

Давайте внимательно посмотрим на подбор испарителя. При подборе приточной установки задаются конкретные параметры работы испарителя. В нашем случае это температура воздуха на входе +28С и влажность 45% и на выходе +13С. Значит? испаритель подбирается ИМЕННО на эти параметры. Но что будет происходить, когда температура воздуха на входе в испаритель будет, например не +28С, а +25С? Ответить достаточно просто, если посмотреть на формулу теплопередачи любых поверхностей: Q=k*F*(Tв-Tф). k*F – коэффициент теплопередачи и площадь теплообмена не изменятся, эти величины постоянные. Тф – температура кипения фреона не изменится, т.к. она также поддерживается постоянной +5С (в нормальном режиме работы). А вот Тв – средняя температура воздуха стала меньше на три градуса. Следовательно, и количество переданного тепла станет меньше пропорционально температурному перепаду. Но ККБ «про это не знает» и продолжает выдавать положенные 100% производительности. Жидкий фреон снова возвращается на всасывание компрессора и приводит к вышеописанным проблемам. Т.е. расчетная температура испарителя является МИНИМАЛЬНОЙ рабочей температурой ККБ.

Тут можно возразить – «А как же работа он-офф сплит систем?» расчетная температура в сплитах +27С в помещении, а фактически они могут работать до +18С. Дело в том, что в сплит системах площадь поверхности испарителя подбирается с очень большим запасом, как минимум 30%, как раз для компенсации снижения теплопередачи при понижении температуры в помещении или снижении скорости вентилятора внутреннего блока. Ну и наконец,

Проблема третья – подбор ККБ «С ЗАПАСОМ»…

Запас по производительности при подборе ККБ крайне вреден, т.к. запас – это жидкий фреон на всасывании компрессора. И в финале имеем заклиненный компрессор. В целом максимальная производительность испарителя должна быть всегда больше, чем производительность компрессора.

Постараемся ответить на вопрос – а как же ПРАВИЛЬНО подбирать ККБ для приточных систем?

Во-первых, необходимо понимание того, что источник холода в виде компрессорно-конденсаторный блок не может быть единственным в здании. Кондиционирование системы вентиляции может только снять часть пиковой нагрузки, поступающей в помещение с вентиляционным воздухом. А подержание определенной температуры внутри помещения в любом случае ложится на местные доводчики (внутренние блоки VRF или фанкойлы). Поэтому ККБ должно не поддерживать определенную температуру при охлаждении вентиляции (это и невозможно по причине он-офф регулирования), а снижать теплопоступления в помещения при превышении определенной наружной температуры.

Пример системы вентиляции с кондиционированием:

Исходные данные: город Москва с расчетными параметрами для кондиционирования +28С и 45% влажность. Расход приточного воздуха 4500 м3/час. Теплоизбытки помещения от компьютеров, людей, солнечной радиации и т.д. составляют 50 кВт. Расчетная температура в помещениях +22С.

Производительность кондиционирования должна подбираться таким образом, чтобы ее хватало при наихудших условиях (максимальных температурах). Но также кондиционеры вентиляции должны без проблем работать и при неких промежуточных вариантах. Причем большую часть времени системы кондиционирования вентиляции работают как раз при загрузке 60-80%.

• Задаем расчетную температуру наружного воздуха и расчетную температуру внутреннего. Т.е. главная задача ККБ – охлаждение приточного воздуха до температуры в помещении. Когда температура наружного воздуха меньше требуемой температуры воздуха в помещении – ККБ НЕ ВКЛЮЧАЕТСЯ. Для Москвы от +28С до требуемой температуры в помещении +22С получаем разность температур 6С. В принципе перепад температур на испарителе не должен быть больше 10С, т.к. температура приточного воздуха не может быть менее температуры кипения фреона.

• Определяем требуемую производительность ККБ исходя из условий охлаждения приточного воздуха от расчетной температуры +28С до +22С. Получилось 13,3 кВт холода (i-d диаграмма).

• Подбираем по требуемой производительности 13,3 ККБ из линейки популярного производителя LENNOX. Подбираем ближайший МЕНЬШИЙ ККБ TSA 036/380-3с производительностью 12,2 кВт.

• Подбираем испаритель приточки из наихудших для него параметров. Это температура наружного воздуха, равная требуемой температуре в помещении – в нашем случае +22С. Производительность испарителя по холоду равна производительности ККБ, т.е. 12.2 кВт. Плюс запас по производительности 10-20% на случай загрязнения испарителя и т.д.

• Определяем температуру приточного воздуха при температуре наружного +22С. получаем 15С. Выше температуры кипения фреона +5С и выше температуры точки росы +10С, значит, изоляцию приточных воздуховодов можно не делать (теоретически).

• Определяем оставшиеся теплоизбытки помещений. Получается 50 квт внутренних теплоизбытков плюс небольшая часть от приточного воздуха 13,3-12,2=1,1 кВт. Итого 51,1 кВт – расчетная производительность для систем местного регулирования.

Выводы: основная идея, на которую хотелось бы обратить внимание – это необходимость расчета компрессорно конденсаторного блока не на максимальную температуру наружного воздуха, а на минимальную в диапазоне эксплуатации кондиционера вентиляции. Расчет ККБ и испарителя, проведенный на максимальную температуру приточного воздуха приводит к тому, что нормальная работа будет только при диапазоне наружных температур от расчетной и выше. А если температура снаружи ниже расчетной – будет неполное кипение фреона в испарителе и возврат жидкого хладагента на всасывание компрессора.

В испарителе происходит процесс перехода хладагента из жидкого фазового состояния в газообразное с одним и тем же давлением, давление внутри испарителя везде одинаковое. В процессе перехода вещества из жидкого в газообразное (его выкипание) в испарителе – испаритель поглощает тепло в отличие от конденсатора, который выделяет тепло в окружающую среду. т.о. посредством двух теплообменников происходит процесс теплообмена между двумя веществами: охлаждаемым веществом, которое находится вокруг испарителя и наружным воздухом, который находится вокруг конденсатора.

Схема движения жидкого фреона

Соленоидный клапан – перекрывает или открывает подачу хладагента в испаритель, всегда либо полностью открыт либо полностью закрыт (может и отсутствовать в системе)

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – это точный прибор, регулирующий подачу хладагента в испаритель в зависимости от интенсивности кипения хладагента в испарителе. Он препятствует попаданию жидкого хладагента в компрессор.

Жидкий фреон поступает на ТРВ, через мембрану в ТРВ происходит дросселирование хладагента (фреон распыляется) и начинает кипеть из-за перепада давления, постепенно капли превращаются в газ, на всем участке трубопровода испарителя. Начиная с дросселирующего устройства ТРВ, давление остаётся постоянным. Фреон продолжает кипеть и на определенном участке испарителя полностью превращается в газ и дальше, проходя по испарителю газ, начинает нагреваться воздухом, который находится в камере.

Если, например, температура кипения фреона -10 °С, температура в камере +2 °С, фреон превратившись в газ в испарителе начинает нагреваться и на выходе из испарителя его температура должна быть равной -3, -4 °С, таким образом Δt (разница между температурой кипения хладагента и температурой газа на выходе испарителя) должна быть = 7-8, это режим нормальной работы системы. При данной Δt мы будем знать, что на выходе из испарителя не будет частиц не выкипевшего фреона (их не должно быть), если кипение будет происходить в трубе, то значит не вся мощность используется для охлаждения вещества. Труба теплоизолируется, чтобы фреон не нагревался до температуры окружающей среды, т.к. газом хладагента охлаждается статор компрессора. Если все же происходит попадание жидкого фреона в трубу, то значит, доза подачи его в систему слишком большая, либо испаритель поставлен слабый (короткий).

Если Δt меньше 7, то испаритель заливается фреоном, он не успевает выкипеть и система работает неправильно, компрессор также заливается жидким фреоном и выходит из строя. В большую сторону перегрев не так опасен, чем перегрев в меньшую сторону, при Δt ˃ 7 может произойти перегрев статора компрессора, но небольшой избыток перегрева может никак не почувствоваться компрессором и при работе он предпочтительней.

С помощью вентиляторов, которые находятся в воздухоохладителе, происходит съем холода с испарителя. Если бы этого не происходило, то трубки покрывались льдом и при этом хладагент достигал бы температуры своего насыщения, при которой он перестаёт кипеть, и далее даже независимо от перепада давления в испаритель бы попадал фреон жидкий не испаряясь, заливая компрессор.

→ Монтаж холодильных установок

Монтаж основных аппаратов и вспомогательного оборудования

Технология монтажа определяется степенью заводской готовности и особенностями конструкции аппаратов, их массой и проектом установки. Вначале устанавливают основные аппараты, что позволяет приступить к прокладке трубопроводов. Чтобы предотвратить увлажнение теплоизоляции на опорную поверхность аппаратов, работающих при низких температурах, наносят слой гидроизоляции, укладывают теплоизоляционный слой, а затем вновь слой гидроизоляции. Для создания условий, исключающих образование тепловых мостиков, все металлические детали (пояса крепления) накладывают на аппараты через деревянные антисептированные бруски или прокладки толщиной 100-250 мм.

Теплообменные аппараты. Большинство теплообменных аппаратов заводы поставляют в готовом к монтажу виде. Так, кожухотрубные конденсаторы, испарители, переохладители поставляют в собранном виде, элементные, оросительные, испарительные конденсаторы и панельные, погружные испарители - сборочными единицами. Ребристотрубные испарители, батареи непосредственного охлаждения и рассольные могут быть изготовлены монтажной организацией на месте из секций оребрен-ных труб.

Кожухотрубные аппараты (так же как и емкостное оборудование) монтируют поточно-совмещенным способом. При укладке сварных аппаратов на опоры следят за тем, чтобы все сварные швы были доступны для осмотра, обстукивания молотком при освидетельствовании, а также для ремонта.

Горизонтальность и вертикальность аппаратов проверяют по уровню и отвесу или с помощью геодезических инструментов. Допускаемые отклонения аппаратов от вертикали составляют 0,2 мм, по горизонтали - 0,5 мм на 1 м. При наличии у аппарата сборника или отстойника допустим уклон только в их сторону. Особо тщательно выверяют вертикальность кожухо-трубных вертикальных конденсаторов, так как необходимо обеспечить пленочное стекание воды по стенкам труб.

Элементные конденсаторы (из-за большой металлоемкости их применяют в редких случаях в промышленных установках) устанавливают на металлическом каркасе, над ресивером по элементам снизу вверх, выверяя горизонтальность элементов, одноплоскостность фланцев штуцеров и вертикальность каждой секции.

Монтаж оросительных и испарительных конденсаторов заключается в последовательном монтаже поддона, теплообменных труб или змеевиков, вентиляторов, маслоотделителя, насоса и арматуры.

Аппараты с воздушным охлаждением, используемые в качестве конденсаторов холодильных установок, монтируют на постаменте. Для центровки осевого вентилятора относительно направляющего аппарата служат прорези в плите, которые позволяют перемещать плиту редуктора в двух направлениях. Электродвигатель вентилятора прицентровывают к редуктору.

Панельные рассольные испарители размещают на изоляционном слое, на бетонной подушке. Металлический бак испарителя устанавливают на деревянные брусья, монтируют мешалку и рассольные задвижки, подключают сливную трубу и испытывают бак на плотность наливом воды. Уровень воды не должен падать в течение суток. Затем сливают воду, убирают брусья и опускают бак на основание. Панельные секции перед монтажом испытывают воздухом на давление 1,2 МПа. Затем поочередно монтируют секции в баке, устанавливают коллекторы, арматуру, отделитель жидкости, бак заливают водой и испаритель в сборе вновь испытывают воздухом на давление 1,2 МПа.

Рис. 1. Монтаж горизонтальных конденсаторов и ресиверов поточно-совмещенным методом:
а, б - в строящемся здании; в - на опоры; г - на эстакады; I - положение конденсатора перед строповкой; II, III - положения при перемещении стрелы крана; IV - установка на опорные конструкции

Рис. 2. Монтаж конденсаторов:
0 - элементного: 1 - опорные металлоконструкции; 2 - ресивер; 3 - элемент конденсатора; 4 - отвес для выверки вертикальности секции; 5 - уровень для проверки горизонтальности элемента; 6 - линейка для проверки расположения фланцев в одной плоскости; б - оросительного: 1 - слив воды; 2 - поддон; 3 - ресивер; 4 - секции змеевиков; 5 - опорные металлоконструкции; 6 - водораспределительные лотки; 7 - подача воды; 8 - переливная воронка; в - испарительного: 1 - водосборник; 2 - ресивер; 3, 4 - указатель уровня; 5 - форсунки; 6 - каплеотбойник; 7 - маслоотделитель; 8 - предохранительные клапаны; 9 - вентиляторы; 10 - форконденсатор; 11 - поплавковый регулятор уровня воды; 12 - переливная воронка; 13 - насос; г - воздушного: 1 - опорные металлоконструкции; 2 - рама привода; 3 - направляющий аппарат; 4 - секция оребренных теплообменных труб; 5 - фланцы подсоединения секций к коллекторам

Погружные испарители монтируют подобным образом и испытывают давлением инертного газа 1,0 МПа для систем с R12 и 1,6 МПа для систем с R22.

Рис. 2. Монтаж панельного рассольного испарителя:
а - испытание бака водой; б - испытание панельных секций воздухом; в - монтаж панельных секций; г - испытание испарителя водой и воздухом в сборе; 1 - деревянные брусья; 2 - бак; 3 - мешалка; 4 - панельная секция; 5 - козлы; 6 - рампа подачи воздуха на испытания; 7 - слив воды; 8 - маслосборник; 9-отделитель жидкости; 10 - теплоизоляция

Емкостное оборудование и вспомогательные аппараты. Линейные аммиачные ресиверы монтируют на стороне высокого давления ниже конденсатора (иногда под ним) на одном фундаменте, и паровые зоны аппаратов соединяют уравнительной линией, что создает условия для слива жидкости из конденсатора самотеком. При монтаже выдерживают разность высотных отметок от уровня жидкости в конденсаторе (уровня выходного патрубка из вертикального конденсатора) до уровня жидкостной трубы из переливного стакана маслоотделителя И не менее 1500 мм (рис. 25). В зависимости от марок маслоотделителя и линейного ресивера выдерживают разности высотных отметок конденсатора, ресивера и маслоотделителя Яр, Яр, Нм и Ни, задаваемые в справочной литературе.

На стороне низкого давления устанавливают дренажные ресиверы для слива аммиака из охлаждающих приборов при оттаивании снеговой шубы горячими парами аммиака и защитные ресиверы в безнасосных схемах для приема жидкости в случае выброса ее из батарей при повышении тепловой нагрузки, а также циркуляционные ресиверы. Горизонтальные циркуляционные ресиверы монтируют вместе с отделителями жидкости, размещаемыми над ними. В вертикальных циркуляционных ресиверах пар от жидкости отделяется в ресивере.

Рис. 3. Схема монтажа конденсатора, линейного ресивера, маслоотделителя и воздухоохладителя в аммиачной холодильной установке: КД - конденсатор; ЛР - линейный ресивер; ВОТ - воздухоотделитель; СП - переливной стакан; МО - маслоотделитель

В хладоновых агрегатированных установках линейные ресиверы устанавливают выше конденсатора (без уравнительной линии), и хладон поступает в ресивер пульсирующим потоком по мере заполнения конденсатора.

Все ресиверы оснащают предохранительными клапанами, манометрами, указателями уровня и запорной арматурой.

Промежуточные сосуды устанавливают на опорные конструкции на деревянных брусьях с учетом толщины тепловой изоляции.

Охлаждающие батареи. Хладоновые батареи непосредственного охлаждения заводы-изготовители поставляют в готовом к монтажу виде. Рассольные и аммиачные батареи изготовляют на месте монтажа. Рассольные батареи делают из стальных электросварных труб. Для изготовления аммиачных батарей применяют стальные бесшовные горячекатаные трубы (обычно диаметром 38X3 мм) из стали 20 для работы при температуре до -40 °С и из стали 10Г2 для работы при температуре до -70 °С.

Для поперечно-спирального оребрения труб батарей используют холоднокатаную стальную ленту из низкоуглеродистой стали. Трубы оребряют на полуавтоматической оснастке в условиях заготовительных мастерских с выборочной проверкой щупом плотности прилегания оребрения к трубе и заданного шага оребрения (обычно 20 или 30 мм). Готовые секции труб подвергают горячему цинкованию. При изготовлении батарей применяют полуавтоматическую сварку в среде диоксида углерода или ручную электродуговую. Оребренные трубы соединяют а батареи коллекторами или калачами. Коллекторные, стеллажные и змеевиковые батареи собирают из унифицированных секций.

После испытаний аммиачных батарей воздухом в течение 5 мин на прочность (1,6 МПа) и в течение 15 мин на плотность (1 МПа) места сварных соединений подвергают цинкованию электрометаллизационным пистолетом.

Рассольные батареи испытывают водой после монтажа на давление, равное 1,25 рабочего.

Батареи крепят к закладным деталям или металлоконструкциям на перекрытиях (потолочные батареи) или на стенах (пристенные батареи). Потолочные батареи крепят на расстоянии 200-300 мм от оси труб до потолка, пристенные - на расстоянии 130-150 мм от оси труб до стены и не менее 250 мм от пола до низа трубы. При монтаже аммиачных батарей выдерживают допуски: по высоте ±10 мм, отклонение от вертикальности пристенных батарей - не более 1 мм на 1 м высоты. При установке батарей допускается уклон не более 0,002, причем в сторону, противоположную движению пара хладагента. Пристенные батареи монтируют кранами до монтажа плит перекрытия или с помощью погрузчиков со стрелой. Потолочные батареи монтируют с помощью лебедок через блоки, прикрепленные к перекрытиям.

Воздухоохладители. Их устанавливают на постаменте (по-стаментные воздухоохладители) или крепят к закладным деталям на перекрытиях (навесные воздухоохладители).

Постаментные воздухоохладители монтируют поточно-совме-щенным методом с помощью стрелового крана. Перед монтажом укладывают изоляцию на постамент и выполняют отверстие для подсоединения дренажного трубопровода, который прокладывают с уклоном не менее 0,01 в сторону слива в канализационную сеть. Навесные воздухоохладители монтируют так же, как и потолочные батареи.

Рис. 4. Монтаж батареи:
а - батареи электропогрузчиком; б - потолочной батареи лебедками; 1 - перекрытие; 2- закладные детали; 3 - блок; 4 - стропы; 5 - батарея; 6 - лебедка; 7 - электропогрузчик

Охлаждающие батареи и воздухоохладители из стеклянных труб. Для изготовления рассольных батарей змеевикового типа применяют стеклянные трубы. Трубы прикрепляют к стойкам только на прямых участках (калачи не закрепляют). Опорные металлоконструкции батарей крепят к стенам или подвешивают к перекрытиям. Расстояние между стойками не должно превышать 2500 мм. Пристенные батареи на высоту 1,5 м защищают сетчатыми ограждениями. Аналогичным способом монтируют и стеклянные трубы воздухоохладителей.

Для изготовления батарей и воздухоохладителей берут трубы с гладкими концами, соединяя их фланцами. После окончания монтажа батареи испытывают водой на давление, равное 1,25 рабочего.

Насосы. Для перекачки аммиака и других жидких хладагентов, хладоносителей и охлажденной воды, конденсата, а также для освобождения дренажных колодцев и циркуляции охлаждающей воды используют центробежные насосы. Для подачи жидких хладагентов применяют только герметичные бессальниковые насосы типа ХГ со встроенным в корпус насоса электродвигателем. Статор электродвигателя герметизирован, а ротор насажен на один вал с рабочими колесами. Подшипники вала охлаждаются и смазываются жидким хладагентом, отбираемым от нагнетательного патрубка и перепускаемым затем на сторону всасывания. Герметичные насосы устанавливают ниже точки забора жидкости при температуре жидкости ниже -20 °С (во избежание срыва работы насоса подпор на всасывании составляет 3,5 м).

Рис. 5. Монтаж и выверка насосов и вентиляторов:
а - монтаж центробежного насоса по лагам с помощью лебедки; б - монтаж вентилятора лебедкой с использованием оттяжек

Перед монтажом сальниковых насосов проверяют их комплектность и при необходимости проводят ревизию.

Центробежные насосы устанавливают на фундамент краном, талью либо по лагам на катках или листе металла с помощью лебедки или рычагов. При установке насоса на фундамент с глухими болтами, заделанными в его массив, около болтов укладывают деревянные брусья, чтобы не замять резьбу (рис. 5, а). Проверяют высотную отметку, горизонтальность, центровку, наличие масла в системе, плавность вращения ротора и набивку сальникового уплотнения (сальника). Сальник

Жен быть тщательно набит и равномерно без перекоса загнут Чрезмерная затяжка сальника ведет к его перегреву и увеличению расхода электроэнергии. При монтаже насоса выше приемного резервуара на всасывающем патрубке ставят обратный клапан.

Вентиляторы. Большинство вентиляторов поставляют в виде агрегата, готового к монтажу. После установки вентилятора краном или лебедкой с оттяжками тросами (рис. 5,б) на фундамент, постамент или металлоконструкции (через виброизолирующие элементы) выверяют высотную отметку и горизонтальность установки (рис. 5, в). Затем снимают стопорящее ротор устройство, осматривают ротор и корпус, убеждаются в отсутствии вмятин и других повреждений, проверяют вручную плавность вращения ротора и надежность крепления всех деталей. Проверяют зазор между наружной поверхностью ротора и корпусом (не более 0,01 диаметра колеса). Измеряют радиальное и осевое биение ротора. В зависимости от размеров вентилятора (его номера) предельное радиальное биение составляет 1,5-3 мм, осевое 2-5 мм. Если замер показывает превышение допуска, проводят статическую балансировку. Измеряют также зазоры между вращающимися и неподвижными частями вентилятора, которые должны находиться в пределах 1 мм (рис. 5, г).

При пробном пуске в пределах 10 мин проверяют уровень шума и вибрации, а после останова надежность крепления всех соединений, нагрев подшипников и состояние маслосистемы. Продолжительность испытаний под нагрузкой - 4 ч, при этом проверяют устойчивость работы вентилятора при рабочих режимах.

Монтаж градирен. Небольшие градирни пленочного типа (I ПВ) поставляют на монтаж с высокой степенью заводской готовности. Выверяют горизонтальность установки градирни, подключают к системе трубопроводов и после заполнения системы водооборотного цикла умягченной водой регулируют равномерность орошения насадки из мипластовых или полихлорвиниловых пластин, изменяя положение водораспылитель-ных форсунок.

При монтаже более крупных градирен после сооружения бассейна и строительных конструкций устанавливают вентилятор, выверяют его соосность с диффузором градирни, регулируют положение водораспределительных желобов или коллекторов и форсунок для равномерного распределения воды по поверхности орошения.

Рис. 6. Выверка соосности рабочего колеса осевого вентилятора градирни с направляющим аппаратом:
а - перемещением рамы относительно опорных металлоконструкций; б - натяжением тросов: 1 - ступица рабочего колеса; 2 - лопасти; 3 - направляющий аппарат; 4 - обшивка градирни; 5 - опорные металлоконструкции; 6 - редуктор; 7 - электродвигатель; 8 - центрирующий тросы

Соосность регулируют перемещением рамы и электродвигателя в пазах для болтов крепления (рис. 6, а), а в наиболее крупных вентиляторах соосность достигается путем регулирования натяжения тросов, прикрепленных к направляющему аппарату и несущим металлоконструкциям (рис. 6,б). Затем проверяют направление вращения электродвигателя, плавность хода, биение и уровень вибрации на рабочих скоростях вращения вала.