Глава 8. Тепловое и холодильное оборудование

Котельные установки

Устойчивое снабжение цехов предприятия теплотой в значительной степени определяет условия работы обслуживающего персонала и ста­бильное функционирование оборудования.

Котельные установки в зависимости от характера потребителей делятся на производственно-отопительные и отопительные, а по виду вырабатываемого теплоносителя — на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но могут быть и паровые) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, предназначенных для получения перегретого пара или горячей воды заданных параметров.

В зависимости от назначения котельная установка состоит из па­рового или водогрейного котла и соответствующего вспомогательно­го оборудования, обеспечивающего его работу.

Паровой (водогрейный) котел — устройство, в котором для полу­чения пара (горячей воды) требуемых параметров используют тепло­ту, выделяющуюся при сгорании органического топлива или отхо­дящих газов.

Как правило, котлы, использующие теплоту отходящих от печей газов, называют котлами-утилизаторами.

Для нормального функционирования котла требуется обеспечить подачу, подготовку и сжигание топлива, подачу окислителя для го­рения, а также удалить образующиеся продукты сгорания, золу и шлак (при сжигании твердого топлива) и др. Вспомогательное обору­дование, предназначенное для этих целей, включает:

дутьевые вентиляторы и дымососы для подачи воздуха в котел и удаления из него в атмосферу продуктов сгорания;

бункеры, питатели сырого топлива и пыли, углеразмольные мель­ницы для обеспечения непрерывного транспортирования и приготов­ления пылевидного топлива требуемого качества;

золоулавливаюшее и золошлакоудаляюшее оборудование - комп­лекс устройств для очистки дымовых газов от золы с целью охраны окружающей среды от загрязнения и для организованного отвода Уловленных золы и шлака;

специальные устройства для профилактической очистки наруж­ной поверхности труб котла от загрязнения;

контрольно-измерительную аппаратуру для поддержания опти­мальных параметров котла;

водоподготовительные установки - комплекс устройств для обес­печения обработки исходной (природной) воды заданного качества.

Основными элементами парового котла являются поверхности нагрева - теплообменные поверхности, предназначенные для переда­чи теплоты от теплоносителя к рабочему телу (вода, пароводяная смесь, пар или воздух). Поступающая в котельную установку питательная вода не доведена до кипения. При прохождении по поверхностям нагрева котла, она постепенно нагревается до состоя­ния насыщения, полностью испаряется, а полученный пар перегре­вается до заданной температуры.

По происходящим процессам преобразования рабочего тела раз­личают нагревательные, испарительные и пароперегревательные по­верхности нагрева.

В качестве нагревательных поверхностей нагрева применяют эко­номайзеры — устройства, обогреваемые продуктами сгорания и пред­назначенные для подогрева (или для подогрева и частичного парооб­разования) воды, поступившей в паровой котел,

Испарительные поверхности преимущественно располагают в топ­ке, где развиваются наиболее высокие температуры, или в газоходе сразу за топочной камерой.

Паронагреватели устанавливают на стенах топки, на ее потолке, или на выходе.

Совокупность последовательно расположенных по ходу рабочего тела поверхностей нагрева, трубопроводов, соединяющих их, и допол­нительных устройств составляет пароводяной тракт парового котла.

Топливный тракт котла представляет собой совокупность оборудо­вания для транспортирования топлива и подготовки его к сжиганию.

Для сжигания топлива в качестве окислителя используют воздух, который засасывается из атмосферы дутьевым вентилятором. Обору­дование, обеспечивающее забор воздуха, его подогрев и подачу че­рез элементы котла и топливного тракта, составляет воздушный тракт котла. Воздушный тракт работает под избыточным давлением, разви­ваемым дутьевым вентилятором. Подогрев воздуха в воздухоподогре­вателе позволяет обеспечить сушку топлива и повысить интенсив­ность и экономичность горения топлива.

Из топочной камеры продукты сгорания проходят последователь­но все поверхности нагрева и, после очистки от золы в золоуловите­лях выводятся, через дымовую трубу в атмосферу. Указанное обору­дование входит в газовый тракт котла. Газовый тракт котла может находиться под давлением (дутьевого вентилятора), либо под разре­жением. В последнем случае в газовом тракте после золоуловителей устанавливают дымососы.

Паровые котлы классифицируются в зависимости от характеристи­ки соответствующего тракта и его оборудования,

По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для газо­образного, жидкого и твердого топлива.

По особенностям газовоздушного тракта различают котлы с есте­ственной или уравновешенной тягой и с наддувом. Паровые котлы, б которых движение воздуха и продуктов сгорания обеспечивается напором, возникающим под действием разности плотностей атмосфер­ного воздуха и газа в дымовой трубе, называются котлами с есте­ственной тягой.

Если сопротивление газового тракта, также как и воздушного, преодолевается при помощи дутьевых вентиляторов, то котлы рабо­тают с наддувом.

Котлы, в которых давление в топке и начале горизонтального газохода поддерживается близким к атмосферному при помощи ду­тьевых вентиляторов и дымососов, называют котлами с уравнове­шенной тягой. Работа газового тракта под разрежением позволяет уменьшить выбросы из газоходов в котельное помещение высоко­температурных газов и золы.

По виду водопарового (пароводяного) тракта различают барабан­ные (рис. 152, а, б) и прямоточные (рис. 152, в) котлы. Во всех типах котлов по экономайзеру 2 и пароперегревателю 7 вода и пар прохо­дят однократно. Различие состоит лишь в принципе работы испари­тельных поверхностей нагрева 6.

В барабанных котлах пароводяная смесь в замкнутом кон­туре, который включает барабан 3, коллекторы 5, опускную трубу 4 и испарительные поверхности нагрева, проходит многократно, при­чем в котлах с принудительной циркуляцией перед входом воды в трубы испарительных поверхностей ставят дополнительный насос 8 (см. рис. 152, б). В прямоточных котлах (см. рис. 152, в) рабочее тело по всем поверхностям нагрева проходит однократно под действием напора, развиваемого питательным насосом 1.

Паровые котлы характеризуются следующими основными парамет­рами: номинальной паропроизводительностью, давлением, температу­рой пара (основного и промежуточного перегрева) и питательной воды.

Рис. 152. Схема пароводяного тракта паровых котлов: а, б — барабанных; в — прямоточных

Под номинальной паропроизводительностью понимают наиболь­шую нагрузку (тонна в час или килограмм в секунду), которую

стационарный котел должен обеспечивать при длительной эксплуа­тации и при сжигании основного топлива (или при подводе номи-нального количества теплоты) при номинальных значениях темпера­туры пара и питательной воды (с учетом допускаемых отклонений),

Номинальными давлением и температурой пара считают те, кото­рые должны быть обеспечены непосредственно перед паропроводом к потребителю пара при номинальной производительности котла (для температуры —дополнительно при номинальных давлении и темпе­ратуре питательной воды).

По параметрам рабочего тела различают котлы низкого (менее 1МПа), среднего (1-10 МПа), высокого (10-22,5 МПа) и сверхкри­тического давления (более 22,5 МПа).

Барабанные котлы нашли широкое применение на тепловых элект­ростанциях и теплоэлектроцентралях. Наличие барабана, в котором зафиксирована граница раздела между паром и водой, является отли­чительной чертой этих котлов. Питательная вода после экономайзера 2 подается в барабан 3 (см. рис. 152, а), где смешивается с котловой водой (водой, заполняющей барабан). Верхняя часть объема барабана заполнена паром и называется паровым объемом (пространством) ба­рабана, нижняя, заполненная водой, называется водяным объемом, а поверхность раздела между ними — зеркалом испарения. Смесь котло­вой и питательной воды плотностью р_впо опускным необогреваемым трубам из барабана поступает в нижние распределительные коллекто­ры 5, питающие испарительные поверхности 6. Вода, поднимаясь по трубам этих поверхностей, воспринимает теплоту от продуктов-сгора-ния топлива (топочных газов), нагревается до температуры насыще­ния, а затем частично испаряется. Из обогреваемых труб полученная пароводяная смесь поступает в барабан, где происходит разделение пара и воды. Уровень воды (зеркало испарения) делит барабан на водный и паровой объемы. Из последнего пар по трубам, расположен­ным в верхней части барабана, направляется в пароперегреватель. Вода же, смешиваясь в водяном объеме с питательной водой, поступающей из экономайзера, вновь направляется в опускные трубы.

Уровень воды в барабане при работе котла колеблется между низ­шим и высшим положением. Низшее положение устанавливают, ис­ходя из обеспечения надежного поступления воды в опускные тру­бы, а высшее — из исключения возможности попадания воды в пароперегреватель. Объем воды, заключенный между этими уровня­ми, позволяет барабанному котлу некоторое время работать без по­дачи в него питательной воды.

В парообразующих трубах за один проход испаряется лишь часть (4—25%) поступающей в них воды. Это позволяет обеспечить доста­точно надежное охлаждение металла подъемных труб, а также пре­дотвратить накопление солей, выпадающих при испарении воды на внутренней поверхности труб, путем организации непрерывного уда­ления части котловой воды из котла. Поэтому для питания котла

допускается использование воды с довольно значительным содержа­нием растворенных в ней солей.

Замкнутую систему, состоящую из барабана 3, опускных труб 4, коллектора 5 и подъемных труб 6, по которой многократно дви­жется рабочее тело, принято называть контуром циркуляции, а мно­гократное движение воды в нем — циркуляцией. Движение рабочей среды, обусловленное только различием между массой столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных, называют естественной циркуляцией, а паровой котел — барабанным с есте­ственной циркуляцией.

Естественную циркуляцию применяют в котлах с давлением в барабане не выше 17,5—18,5 МПа. При высоком давлении (близком к критическому) из-за малой разницы в плотностях пара и воды обеспе­чение устойчивого движения рабочей среды в циркуляционном кон­туре весьма затруднительно. В этом случае в котле используют прину­дительную циркуляцию.

Установка циркуляционного насоса 8 в котлах с принудитель­ной циркуляцией (см. рис. 152, б) позволяет увеличить напор в циркуляционном контуре и повысить степень парообразования, что мечет за собой уменьшение кратности циркуляции (отношение ко­личества поступающей в контур циркуляции воды к количеству образующегося пара).

Б прямоточных котлах (см. рис. 152, в) отсутствуют бара­бан и контур циркуляции. Топочные экраны 6 соединяются в кол­лекторах 5.

Простейшим барабанным котлом с естественной циркуляцией малой производительности (низкого и среднего давления) является Цилиндрический котел (рис. 153, а), выполненный в виде горизонтального барабана 2, на 3/4 объема заполненного водой, с топкой 1 под ним. Стенки барабана, обогреваемые снаружи продукта-Ми горения топлива, выполняют роль теплообменной поверхности. При простоте конструкции и ряде эксплуатационных достоинств этот ко­тел имеет относительно большие габаритные размеры, малую величи­ну удельного паросъема (количество пара с 1 м² поверхности нагрева), значительную величину удельного расхода металла, низкий кпд.

В жаротрубных котлах (рис. 153, б) водном объеме бара­бана 2 устанавливают несколько жаровых труб 3 большого диаметра (500-800 мм), а в дымогарных и комбинированных га­зотрубных котлах (рис. 153, в) устанавливают пучок дымогар­ных труб 4 малого диаметра.

Водотрубные котлы имеют слабо наклоненные к горизон­тали (10-5°) пучки труб 6, которые с помощью плоских камер 5 (рис. 153, г) или круглых камер присоединяются к одному или не­скольким горизонтальным барабанам. Котлы такой конструкции по­били название горизонтально-водотрубных.

Вертикально-вод отрубные котлы (рис. 153, д, е), получившие ши­рокое распространение, в отличие от газотрубных, обладают практи-

Рис. 153. Схемы барабанных котлов с естественной циркуляцией:

а - цилиндрического; б - жаротрубного; в - газотрубного; г-е - водотрубного

чески неограниченными возможностями увеличения паропроизводи-тельности. Основные особенности конструктивных изменений сво­дятся к следующему. Последовательно осуществлен переход от много­барабанной (см. рис. 153, д) к однобарабанной конструкции (см. рис. 153, е). Нижний барабан 7 (см. рис. 153, д) заменен цилиндрической камерой 10 (см. рис. 153, е) небольшого диаметра (коллектором). Опус­кные трубы 9 и барабан 2 частично вынесены из зоны обогрева за обмуровку котла. Реализовано полное экранирование топочной каме-

Obi Конвективные пучки труб с продольным омыванием дымовыми газами заменены на пучки 6 с поперечным омыванием. Осуществля­ется подогрев воздуха и внедрены пароперегреватели 8.

В комбинированных кот л ах топочная камера I размеща­ется внутри барабана 2, у одной из его стен.

Вода, поступающая в котел, проходит подготовку, обеспечиваю­щую ее очистку и уменьшение солесодержания.

Находящиеся в воде соли обладают той или иной степенью ра­створимости. Растворимость солей с повышением температуры меня­ется. Соли, растворимость которых с ростом температуры убывает, начинают выпадать в осадок. Часть солей при нагреве разлагаются с образованием трудно растворимых или нерастворимых солей, выпа­дающих в осадок.

Наличие примесей в питательной воде приводит к некоторым явлениям, осложняющим работу котла. Среди них, в первую оче­редь, следует выделить накипеобразование, загрязнение перегрева­телей, внутреннюю коррозию в трубах и других элементах.

Накилеобразование на внутренней поверхности обогреваемых труб является одним из нежелательных явлений, так как снижает рабо­тоспособность котла. При появлении накипи на внутренней стороне труб увеличивается температура наружной обогреваемой поверхности металла (стенки) из-за низкой теплопроводности.

Таким образом, накипь способствует повышению температуры металла труб и их разрыву от пережога, что является тяжелой авари­ей на котлоагрегате.

Природная вода даже с наименьшим содержанием солеи является непригодной для использования в паровых котлах и тепловых сетях, так как не удовлетворяет предъявляемым требованиям по качеству. Поэтому в котельных установках предусмотрено специальное обору­дование для химической подготовки воды.

При химической подготовке природная вода проходит через ряд установок, в которых происходит:

осветление (отстаивание и фильтрация) - удаление механических и органргческих примесей;

катионирование или умягчение - удаление из воды солей жест­кости (Са, Mg) с заменой на легкорастворимые соли щелочных

металлов (Na);

общее обессоливание в системе выпарных установок с получени­ем обессоленного конденсата;

обескремнивание;

дегазация - удаление из воды растворенных в ней газов путем ее тюдогрева, например, в деаэраторах.

Холодильные установки

Искусственное охлаждение широко применяется при хранении скоропортящихся продуктов, в технологических процессах, связан-

ных с понижением темпера­
туры полуфабрикатов или го­
товых изделии, при кондици­
онировании воздуха и т. д. Б
качестве теплообменных (хо­
лодильных) аппаратов ис­
пользуются конденсаторы,
испарители, переохладители,
охлаждающие батареи, холо­
дильные камеры и т.д.
Рис. 154. Принципиальная схема Основными элементами

холодильной установки холодильной установки явля -

ются компрессор, теплообмен-ные аппараты (испаритель), конденсатор и регулирующая арматура (вентили, клапаны). Эти элементы соединяются между собой трубо­проводами. Понижение температуры продукта осуществляется в хо­лодильных камерах различных конструкций.

Принципиальная схема холодильной установки изображена на рис. 154.

В охлаждаемое пространство помещается испаритель 3, в который поступает холодильный агент в виде жидкости. При постоянном дав­лении и соответствующей температуре жидкость кипит, причем необ­ходимое для этого тепло отнимается от охлаждаемого помещения. Об­разующиеся при кипении пары из испарителя засасываются компрес­сором 2, сжимаются и нагнетаются в конденсатор 1, где под действием охлаждающей воды они конденсируются (при постоянном давлении и соответствующей ему температуре). Затем жидкий холодильный агент проходит через регулирующий вентиль 4, позволяющий легко и удоб­но менять количество жидкости, поступающее в испаритель.

Применение аммиака и фреона в холодильных машинах обуслов­лено их низкой температурой кипения. В случае применения аммиака его давление не превышает 1,2—1,4 МПа, а в испарителе лишь при температуре кипения менее минус 33,4 °С становится ниже атмосфер­ного. Стоимость аммиака относительно невысока. По отношению к черным металлам аммиак нейтрален, в присутствии влаги активно действует на медь и ее сплавы, которые нельзя применять в аммиач­ных машинах. Химическое воздействие аммиака на смазочные масла незначительно. Проникновение влаги в аммиачную систему из внеш­ней среды нежелательно, так как влага способствует коррозии, а образующаяся гидроокись аммония ухудшает режим работы установ­ки. Однако аммиак имеет два существенных недостатка. Он взрыво­опасен и оказывает вредное влияние на организм человека. Поэтому при эксплуатации аммиачных холодильных установок следует строго соблюдать правила охраны труда.

Фреон-12 и фреон-22 — холодильные агенты, которые безвред­ны, не имеют запаха и невзрывоопасны. Фреон-12 является одним из

основных холодильных агентов для крупных, средних и малых холодильных установок с поршневыми компрессорами. Однако при температуре свыше 400° С он разлагается с образованием вредных соединений. Поэтому применение открытого пламени в помещении с фреоновой холодильной установкой нежелательно.

Фреон-12 весьма текуч и проникает через малейшие неплотности б соединениях и даже через поры металла. Фреон-22 обладает при­мерно такими же свойствами, но компрессор, работающий на фрео-не-22, значительно компактнее.

Основным элементом холодильных установок является компрес­сор - машина для сжатия воздуха или другого газа. Компрессоры подразделяются на турбокомпрессоры (центробежные), поршневые, мембранные, ротационные (пластинчатые и с катящимся ротором) и винтовые (рис. 155).

Для холодильных установок используют, как правило, поршне­вые компрессоры обычного типа (не мембранные). Приводимые ниже классификация и характеристика относятся, в основном, к порш­невым компрессорам.

Бее компрессоры, как и холодильные установки, для которых они предназначены, классифицируют по температурному режиму, холо-допроизводительности, холодильному агенту. Кроме того, их можно классифицировать по числу ступеней сжатия, типу привода, его рас­положению и частоте вращения, по конструкции основных узлов (ци­линдров, поршня, кривошипно-шатунного механизма, сальника).

По конструктивным признакам компрессоры классифицируют в зависимости от устройства кривошипно-шатунного механизма (бес-крейцкопфные простого или одинарного действия и крейцкопф-ные двойного действия), числа цилиндров (одно- и многоцилинд­ровые), расположения осей цилиндров (горизонтальные, вертикаль-

Рис. 155. Основные типы компрессоров:

а - центробежный; б, в — ротационные; г — винтовой; д—з — поршневые

ные; V-образные), устройства блока цилиндров и картера (картер-ные и разъемные), направления движения пара в цилиндре (прямо­точные и непрямоточные) и т.п.

Вертикальный компрессор с прямоточным движением пара холо­дильного агента в цилиндре показан на рис. 156, а. Этот компрессор имеет литой чугунный картер 16, в котором вращается коленчатый вал 1, приводимый в движение от маховика 14. Через шатун 3 воз­вратно-поступательное движение получает поршень 4, расположен­ный в вертикальном цилиндре 12.

Цилиндр компрессора сверху закрыт крышкой 9 с ребрами 7, служащими для увеличения поверхности теплоотдачи. Под крышкой расположена пружина 8, упирающаяся в крышку безопасности 10. Цилиндр компрессора укреплен на картере. На поршне сверху закреп­лены три уплотнительныхчугунных кольца II, которые не допуска­ют перетекания пара (при сжатии холодильного агента) из рабочей полости цилиндра в полость всасывания. В нижней части поршня предусмотрено маслосъемное кольцо 13, которое разобщает всасыва­ющую полость с картером и снимает со стенок цилиндра излишки масла, забрасываемого из картера. Благодаря этому уменьшается унос ' масла в теплообменные аппараты.

Для осмотра механизма движения и доступа к нижним головкам шатуна на картере предусмотрены боковые крышки 2 и 15, которые служат также для снятия коленчатого вала и осмотра системы смазки.

Рис. 156, Схема вертикального поршневого компрессора: а - прямоточного; б - непрямоточного

Компрессор работает следующим образом. Холодильный агент из всасывающей полости, расположенной в средней части блока цилинд-

ров, через всасывающие клапаны 5, установленные в верхней части поршня 4, поступает в пространство над поршнем, в рабочую по­лость цилиндра. Здесь при обратном движении поршня пары сжима­ются и через нагнетательные клапаны 6, расположенные в крышке безопасности 10, выталкиваются в нагнетательную полость, а из нее — в конденсатор.

В прямоточных компрессорах в качестве холодильного агента при­меняется аммиак. Фреоновые компрессоры чаще всего выполняются непрямоточными.

В непрямоточном компрессоре (рис. 156, б) поршни выполнены непроходными и, следовательно, всасывающие клапаны располагаются не на поршнях.

Поршень 4 приводится в движение маховиком 11 через коленча­тый вал 2, шатун 3 и палец 10. Коленчатый вал расположен в картере 1. Головка цилиндра 7 вместе с нагнетательными клапанами 8 и всасывающими клапанами 6 монтируется на клапанной плите 9. При движении поршня 4 сверху вниз давление паров холодильного агента в рабочей полости цилиндра 5 (над поршнем) становится ниже дав­ления во всасывающем трубопроводе. Поэтому всасывающий клапан 6 открывается, и пары холодильного агента поступают в цилиндр компрессора. Когда поршень из нижнего положения поднимается вверх, всасывающий клапан 6 закрывается. Происходит сжатие па­ров, которое продолжается до тех пор, пока давление в рабочей по­лости цилиндра не превысит давление в нагнетательной линии уста­новки. После этого нагнетательный клапан 8 открывается, и сжатые пары устремляются в нагнетательную линию, связывающую комп­рессор с конденсатором.

В цилиндрах непрямогочных компрессоров холодильный агент со­вершает возвратно-поступательное движение и, следовательно, меж­ду ним и стенками цилиндров происходит более интенсивный тепло­обмен, нежели при прохождении его прямотоком. Поэтому непрямо-точные компрессоры применяются в установках малой холодопроизводительности (до 100 кВт). В то же время, в непрямо­точных компрессорах установлен более легкий поршень, меньше силы инерции неуравновешенных движущихся частей.

Сжатые компрессором пары холодильного агента поступают в ох­лаждающий аппарат, где должна быть обеспечена высокая интенсив­ность теплоотдачи от конденсируемого холодильного агента к охлаж­даемой среде.

Конденсаторы по конструктивным признакам подразделяют на кожухотрубные, элементные, оросительные и испарительные.

Аммиачный элементный конденсатор (рис. 157, а) состоит из не­скольких одинаковых элементов 2, представляющих собой кожухо­трубные конденсаторы с небольшим числом труб.

Вода входит через коллекторы 1 во все трубчатые элементы 2 и выходит через коллекторы 5. Аммиак противотоком из коллектора 4 Движется по трубам 3, конденсируется и выводится через штуцер 6.

ные; V-обрззные), устройства блока цилиндров и картера (картер-ные и разъемные), направления движения пара в цилиндре (прямо­точные и непрямоточные) и т.п.

Вертикальный компрессор с прямоточным движением пара холо­дильного агента в цилиндре показан на рис. 156, а. Этот компрессор имеет литой чугунный картер 16, в котором вращается коленчатый вал 1, приводимый в движение от маховика 14. Через шатун 3 воз­вратно-поступательное движение получает поршень 4, расположен­ный в вертикальном цилиндре 12.

Цилиндр компрессора сверху закрыт крышкой 9 с ребрами 7, служащими для увеличения поверхности теплоотдачи. Под крышкой расположена пружина 8, упирающаяся в крышку безопасности 10. Цилиндр компрессора укреплен на картере. На поршне сверху закреп­лены три уплотнительныхчугунных кольца II, которые не допуска­ют перетекания пара (при сжатии холодильного агента) из рабочей полости цилиндра в полость всасывания. В нижней части поршня предусмотрено маслосъемное кольцо 13, которое разобщает всасыва­ющую полость с картером и снимает со стенок цилиндра излишки масла, забрасываемого из картера. Благодаря этому уменьшается унос ' масла в теплообменные аппараты.

Для осмотра механизма движения и доступа к нижним головкам шатуна на картере предусмотрены боковые крышки 2 и 15, которые служат также для снятия коленчатого вала и осмотра системы смазки.

Рис. 156, Схема вертикального поршневого компрессора: а - прямоточного; 6 - непрямоточного

Компрессор работает следующим образом. Холодильный агент из всасывающей полости, расположенной в средней части блока цилинд-

ров, через всасывающие клапаны 5, установленные в верхней части поршня 4, поступает в пространство над поршнем, в рабочую по­лость цилиндра. Здесь при обратном движении поршня пары сжима­ются и через нагнетательные клапаны 6, расположенные в крышке безопасности 10, выталкиваются в нагнетательную полость, а из нее — в конденсатор.

В прямоточных компрессорах в качестве холодильного агента при­меняется аммиак. Фреоновые компрессоры чаще всего выполняются непрямоточными.

В непрямоточном компрессоре (рис. 156, б) поршни выполнены непроходными и, следовательно, всасывающие клапаны располагаются не на поршнях.

Поршень 4 приводится в движение маховиком 11 через коленча­тый вал 2, шатун 3 и палец 10. Коленчатый вал расположен в картере 1. Головка цилиндра 7 вместе с нагнетательными клапанами 8 и всасывающими клапанами 6 монтируется на клапанной плите 9. При движении поршня 4 сверху вниз давление паров холодильного агента в рабочей полости цилиндра 5 (над поршнем) становится ниже дав­ления во всасывающем трубопроводе. Поэтому всасывающий клапан 6 открывается, и пары холодильного агента поступают в цилиндр компрессора. Когда поршень из нижнего положения поднимается вверх, всасывающий клапан 6 закрывается. Происходит сжатие па­ров, которое продолжается до тех пор, пока давление в рабочей по­лости цилиндра не превысит давление-в нагнетательной линии уста­новки. После этого нагнетательный клапан 8 открывается, и сжатые пары устремляются в нагнетательную линию, связывающую комп­рессор с конденсатором.

В цилиндрах непрямогочных компрессоров холодильный агент со­вершает возвратно-поступательное движение и, следовательно, меж­ду ним и стенками цилиндров происходит более интенсивный тепло­обмен, нежели при прохождении его прямотоком. Поэтому непрямо-точные компрессоры применяются в установках малой холодопроизводительности (до 100 кВт). В то же время, в непрямо­точных компрессорах установлен более легкий поршень, меньше силы инерции неуравновешенных движущихся частей.

Сжатые компрессором пары холодильного агента поступают в ох­лаждающий аппарат, где должна быть обеспечена высокая интенсив­ность теплоотдачи от конденсируемого холодильного агента к охлаж­даемой среде.

Конденсаторы по конструктивным признакам подразделяют на кожухотрубные, элементные, оросительные и испарительные.

Аммиачный элементный конденсатор (рис. 157, а) состоит из не­скольких одинаковых элементов 2, представляющих собой кожухо­трубные конденсаторы с небольшим числом труб.

Вода входит через коллекторы I во все трубчатые элементы 2 и выходит через коллекторы 5. Аммиак противотоком из коллектора 4 Движется по трубам 3, конденсируется и выводится через штуцер 6.

Рис. 157. Конденсаторы:

а - аммиачный элементный; б — фреоновый кожухотрубный

Для фреоновых холодильных машин применяются горизонталь­ные кожухотрубные и кожухозмеевиковые конденсаторы и змееви-ковые с воздушным охлаждением.

Фреоновый горизонтальный кожухотрубный конденсатор (рис. 157,6) представляет собой стальную бесшовную трубу 1 большого диаметра, К концам которой приварены плоские стальные трубные решетки 2 с накатными ребрами 4. Конденсатор закрыт чугунными крышками с перегородками 3 для образования нескольких ходов проточной воды.

Испаритель — теплообменный аппарат, в котором тепло отнима­ется от охлаждаемой среды кипящим при низкой температуре холо­дильным агентом. Охлаждаемой средой могут быть либо промежуточ-

лые хладоносители — рассол, вода и т. д., используемые, в свою очередь для охлаждения воздуха камер и технологических аппаратов с помощью рассольных и водяных батарей, либо непосредственно воздух охлаждаемых помещений. В соответствии с этим, в холодиль­ной технике различают испарители для охлаждения рассола (или воды) и для охлаждения воздуха. К последним относятся батареи и воздухо­охладители непосредственного испарения.

а — секционный; б — панельный

В комплект вертикально-трубного секционного испарителя (рис. 158, а), используемого в аммиачных установках, входят рассольный бак 1 с установленными в нем двумя или несколькими испарительными секциями 2, каждая из которых состоит из вертикальных, коротких труб, изогнутых по концам и приваренных с боков к горизонталь-

ным коллекторам 3. Секции испарителя объединены коллекторам^ для подачи жидкого аммиака, отсасывания пара и отвода масла.

Жидкий аммиак поступает от регулирующей станции в распреде­лительный коллектор испарителя, а из него в секции. Через стояки 4, расположенные вертикально между коллекторами, аммиак запол­няет нижний коллектор и почти полностью вертикальные трубы с изогнутыми концами.

Отепленный рассол из батарей холодильных камер поступает в бак откуда пропеллерной мешалкой прогоняется вдоль испарительных сек­ций. Отдавая тепло холодной поверхности труб, рассол охлаждается и перекачивается насосом обратно в батареи холодильных камер.

Пар, образующийся при кипении аммиака в испарителе, отсасы­вается в компрессор через верхние горизонтальные коллекторы и отделители жидкости. Последние соединены дренажными трубами с нижними коллекторами 5.

Панельный испаритель (рис. 158, б) состоит из прямоугольного бака 5, в который погружена система 2 испарительных секций панельного типа. Отдельные секции с поверхностью охлаждения 5 или 10 м² состоят из двух горизонтальных трубчатых коллекторов и ' двух вертикальных (тоже трубчатых) стояков, образующих прямо­угольную раму. В раму вварены панели, состоящие из двух стальных листов с выштампованными на них канавками, образующими вер­тикальные каналы. По длине секции устанавливают несколько па­нелей, соединяемых между собой боковыми кромками. Секции вклю­чаются параллельно, для чего они объединены в коллекторы; для подачи жидкого аммиака 3, отвода паров аммиака 1 и удаления масла. Жидкий аммиак поступает в секции сверху. Через один из стояков он проходит в нижний коллектор, откуда, заполняя кана­лы панелей, поднимается почти до верхнего коллектора. В панелях аммиак кипит, воспринимая тепло от циркулирующих в баке рас­сола или воды. Образующиеся при кипении пары поднимаются в верхние коллекторы секций, из них по коллектору 1 проходят в отделитель жидкости и далее направляются в компрессор, Увлечен­ные ими капли жидкого аммиака высвобождаются в отделителе жидкости и возвращаются в нижние коллекторы панелей.

Попавшее в испаритель смазочное масло отводится в общий мас­лосборник 4, из которого оно удаляется по мере накопления.

Для обеспечения циркуляции теплоносителя в баке установлены пропеллерная мешалка и перегородка. Уровень теплоносителя в баке должен быть выше уровня в испарительных секциях. При перепол­нении бака излишняя часть теплоносителя сливается по переливной трубе в бак дополнительной емкости. Охлажденный теплоноситель перекачивается насосом из бака через патрубок, расположенный в нижней его части, и подается в рассольные камерные батареи.

Отепленный теплоноситель возвращается в бак, поступая сверху в отсек, где расположена мешалка. Для опорожнения бака при осмот-

I

ре или ремонте испарителя, в его днище вварена специальная спуск­ная труба. Стенки и днище бака снаружи покрывают тепловой изоля­цией. Сверху бак закрывают деревянными крышками.

Б панельных испарителях, благодаря высокой скорости движения теплоносителя и почти полному заполнению испарительных секций жидким холодильным агентом, обеспечивается интенсивный тепло­обмен. Испарители удобны для осмотра, ремонта и очистки. На их изготовление расходуется небольшое количество стальных труб. Од­нако они подвержены интенсивной коррозии вследствие свободного доступа воздуха к теплоносителю и насыщения его кислородом.

Для охлаждения и замораживания полуфабрикатов или готовых изделий, применяются холодильные камеры, которые по конструк­тивному признаку можно разделить на камерные, туннельные, лю-лечные, шкафные. В камерах воздух охлаждается при помощи бата­рей, расположенных вдоль стен и под потолком, в которых цирку­лирует холодильный агент.

Быстрое замораживание достигается воздействи