Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра судовых энергетических установок

 

Кулиш О.В.

 

 

СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

 

 

Конспект лекций

для курсантов специальности 26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения

 

 

Керчь, 2016 г.

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..		5
1 Основы теории холодильных машин…………………………………		11
	1.1 Физические основы получения искусственного холода…….	11
	1.2 Термодинамические основы холодильных машин………….	13
2 Холодильные агенты и хладоносители. Сложные циклы холодильных машин……………………………………………………		18
	2.1 Холодильные агенты....................................................................	18
	2.2 Хладоносители........................................................................	22
	2.3 Сложные циклы холодильных машин........................................	23
3 Компрессоры холодильных машин..........................................................		27
	3.1 Классификация компрессоров.................................................	27
	3.2 Судовые поршневые бескрейцкопфные компрессоры...........	28
	3.3 Ротационные, центробежные и винтовые компрессоры.........	41
4 Вспомогательное оборудование, арматура и трубопроводы...........		48
	4.1 Маслоотделители и маслосборники........................................	48
	4.2 Отделители жидкости, ресиверы, промежуточные сосуды......	51
	4.3 Воздухоотделители, фильтры, осушители.............................	54
	4.4 Арматура и трубопроводы.....................................................	58
5 Теплообменные аппараты холодильных машин и систем кондиционирования воздуха..................................................................		61
	5.1 Конденсаторы и теплообменники...........................................	61
	5.2 Испарители, воздухоохладители............................................	67
6 Охлаждение грузовых помещений на судах......................................		75
7 Классификация средств и способов обработки воздуха и газовых смесей в судовых системах кондиционирования....................................		81
	7.1 Классификационная схема понятий о способах и процессах обработки воздуха и газовых смесей............................................	81
	7.2 Основные требования, предъявляемые к судовым системам кондиционирования воздуха, и классификация систем................	83
8 Принципиальные технологические блок-схемы судового комфортного и технического кондиционирования воздуха и сравнительная характеристика................................................................		90
	8.1 Принципиальные технологические блок-схемы судового комфортного кондиционирования воздуха и газодыхательных смесей..............................................................................................	90
	8.2 Принципиальные технологические блок-схемы рефрижерации и технического кондиционирования...................	94
	8.3 Схемы устройства и сравнительная характеристика наиболее распространенных судовых систем комфортного кондиционирования воздуха.........................................................	97
9 Автоматизация судовых холодильных установок и систем кондиционирования воздуха..................................................................		108
10 Санитарно-гигиенические нормы для воздушной среды судовых помещений................................................................................................		110
Список литературы.................................................................................		113

 

ВВЕДЕНИЕ

Конспект лекций разработан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок», утвержденного приказом Минобрнауки от 24.12.2010 года № 2060 (ред. от 31.05.2011 года), рабочей программой учебной дисциплины «Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха».

Целью преподавания дисциплины«Судовые холодильные установки, системы кондиционирования воздуха и их эксплуатация» является подготовка специалистов судомехаников в соответствии с компетентностными требованиями специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок».

Цели изучения дисциплины:

- понимание принципов получения искусственного холода, области его применения на различных типах судов;

- формирование знаний и практических навыков при выборе и обслуживании систем кондиционирования воздуха в зависимости от назначения судна;

- обеспечение оптимальной эксплуатации систем кондиционирования воздуха.

Задачи дисциплины – дать будущим специалистам необходимые знания в области теории, конструкции и инженерных методов эксплуатации судовых холодильных установок (СХУ) и систем кондиционирования воздуха (СКВ), холодильных компрессоров, теплообменных аппаратов, средств и методов автоматического регулирования режимов их работы.

Все разделы дисциплины связаны между собой общим системным подходом, обеспечивающим последовательность их изучения. Программа предусматривает освещение Правил морского Регистра судоходства РФ, международных конвенций по охране окружающей среды, положений техники безопасности.

Дисциплина «Судовые холодильные установки, системы кондиционирования воздуха и их эксплуатация» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла учебного плана.

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций, предусмотренных ФГОС ВО и ПДНВ-78:

Общекультурные компетенции (ОК):

№ компе-тенции	Содержание компетенции
ОК-13	способность собирать и интерпретировать с использованием современных информационных технологий данные, необходимые для формирования суждений по соответствующим социальным, научным и этическим проблемам
ОК-17	владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, умением использовать ресурсы Интернет

Знать:

- основы теории и правила технической эксплуатации СХУ, холодильных компрессоров и теплообменных аппаратов;

- основы теории, устройство всех элементов и правила технической эксплуатации судовых СКВ;

- основы теории, средства, методы и элементы автоматизации СХУ и СКВ;

Уметь:

-   эксплуатировать компрессоры, теплообменные аппараты, приборы автоматизации, системы кондиционирования воздуха и их элементы, проводить теплотехнические испытания СХУ и СКВ, определять основные показатели работы, делать анализ нарушений в работе и устранять их, обеспечивать охрану окружающей среды, безопасные условия труда, проводить мероприятия по энергосбережению;

-   производить управление (регулирование) работы СХУ и СКВ с помощью автоматизированных или компьютерных систем;

Владеть:

-   методами, обеспечивающих надежный пуск и контроль режимов работы СХУ и СКВ;

-   определение причин, вызывающих отклонение от нормальных режимов работы СХУ и СКВ;

-    навыками расчета и установление оптимального режима работы СХУ и СКВ.

Дисциплина «Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха» читается в седьмом семестре, имеет общий объём 108 часов, из которых объём лекционных занятий – 42 часа.

Конспект «Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха» содержит теоретический материал, рассчитанный на 42 часа лекционных занятий, и включает соответствующие разделы тематического плана дисциплины.

 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование содержательных модулей	Очная форма (7 сем.)							Заочная форма (8 сем.)
	Общее кол-во часов	Кол-во ЗЕТ	Распределение часов по видам занятий					Распределение часов по видам занятий
			Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР	Ауд.	ЛК	ЛР	ПЗ	СР
1 Основы теории холодильных машин	8	0,22	4	4			4	0,5	0,5			7,5
2 Холодильные агенты и хладоносители. Сложные циклы холодильных машин	15	0,42	8	4		4	7	2,5	0,5		2	12,5
3 Компрессоры холодильных машин	8	0,22	4	4			4					8
4 Вспомогательное оборудование, армату-ра и трубопроводы	13	0,36	7	5		2	6	1,5	0,5		1	11,5
5 Теплообменные аппараты холодильных машин и систем конди-ционирования воздуха	8	0,22	4	4			4	0,5	0,5			7,5
6 Охлаждение грузовых помещений на судах	8	0,22	4	4			4					8
7 Классификация средств и способов обработки воздуха и газовых смесей в судовых системах кондиционирования	13	0,36	7	5		2	6	1,5	0,5		1	11,5
8 Принципиальные технологические блок-схемы судового ком-фортного и техничес-кого кондиционирова-ния воздуха и сравнительная характеристика	8	0,22	4	4			4	0,5	0,5			7,5
9 Автоматизация судовых холодильных установок и систем кондиционирования воздуха	15	0,42	8	4		4	7	2	0,5		1,5	13
10 Санитарно-гигиенические нормы для воздушной среды судовых помещений	12	0,34	6	4		2	6	1	0,5		0,5	11
Форма контроля	Зачет
Всего часов	108	3	56	42		14	52	10	4		6	98

 

Холодильные агенты

 

К холодильным агентам предъявляют определенные термодинамические, физико-химические, физиологические и экономические требования. Они должны иметь низкую температуру кипения при атмосферном давлении, большую теплоту парообразования, большую объемную холодопроизводительность, низкую температуру затвердевания, высокую критическую температуру, быть нейтральными к маслам, металлам и прокладочным материалам.

Холодильные агенты должны быть негорючими и невзрывоопасными, неядовитыми, растворяться в воде без образования ледяных пробок в системе, обладать слабым запахом и цветом (для обнаружения утечек), но запах не должен передаваться продукту.

Стоимость холодильных агентов должна быть невысокой.

Выбор холодильного агента зависит от типа холодильной машины (поршневая компрессорная, турбокомпрессорная, абсорбционная и др.), от температуры, которую следует получить с помощью холодильной машины, и от ее назначения (судовая холодильная машина для охлаждения трюмов, для охлаждения провизионной камеры; холодильная машина, смонтированная в компрессорном цехе отдельно стоящего холодильника, и т.д.). Ни один холодильный агент полностью не удовлетворяет перечис­ленным требованиям.

Кроме чистых химических соединений в качестве холодильных агентов применяют также смеси веществ, например азеотропную смесь, состоящую из 48,8% хладона-22 и 51,2% хладона-15, называемую хладоном-502. Азеотропной называют смесь, которая не изменяет своего состава при кипении, а парообразная и жидкая фаза имеют одинаковый состав.

Использование смесей холодильных агентов позволяет интенсифицировать работу холодильных машин без кон­структивных изменений и дополнительных капитальных затрат, причем объемные и энергетические показатели холодильных машин, работающих на некоторых смесях хладонов, оказываются выше, чем при работе на чистых хладонах.

Наиболее распространенными холодильными агентами судовых холодильных машин являются хладон-22 (R-22), хладон-502 (R-502) хладон-12 (R-12), аммиак (R-717)¹.

Хладон-22 (R -22), (CHF ₂ C 1). Его применяют в средних и крупных судовых холодильных машинах. Преиму­щества его по сравнению с другими холодильными аген­тами: малая токсичность, достаточно большая объемная холодопроизводительность, сравнительно низкая темпе­ратура кипения. Близкие значения давления насыщения у хладона-22 и аммиака £-717 позволяют промышленности выпускать унифицированные холодильные машины для использования их на аммиаке и на хладоне-22.

 Хладон-22 представляет собой бесцветный газ со слабым запахом хлороформа, летуч, проникает через самые незначительные неплотности. Утечки определяют посредством специальных газоанализаторов, например УРАС-2, галоидного электронного течеискателя, галоидной лампы, путем обмыливания соединений, по появлению следов масла на соединениях. Большая текучесть и нерастворимость в воде создают повышенные требования к осушке и герметичности системы. Хладон-22 мало растворяется в воде, безводный, нейтрален к металлам, при высоких температурах неограниченно растворяется в масле. При температурах -10-20°С из хладона-22 выделяется ма­сло. В испарителе смесь хладона-22 и масла разделяет­ся на два слоя: более тяжелый - раствор масла в хладоне (с преобладающим содержанием хладона) - опускается вниз, а более легкий - раствор хладона в масле (с преобладающим содержанием масла) - всплывает вверх. В конденсаторе смесь холодильного агента и масла однородна и масло отделить нельзя. Хладон-22 разрушает обычную резину, поэтому для уплотнений применяют специальные марки резины.

 Хладон-22 не горит и невзрывоопасен. При значитель­ном его содержании в помещении он вытесняет воздух и человек испытывает удушье. При температуре 550° С в присутствии железа хладон-22 распадается, причем одним из продуктов распада является фосген.

 При давлении 0,098 МПа температура кипения хладона-22 40,8° С. Давление в испарителе обычно равно или выше атмосферного. Давление в конденсаторе 0,8 - 1,2МПа. Сравнительно большая объемная холодопроизводительность (табл. 2.1) обусловливает небольшой объем паров холодильного агента, поступающих в компрессор, а высокий коэффициент теплоотдачи (на 25—30% выше, чем у хладона-12) - небольшие размеры теплообменных аппаратов.

 

Таблица 2.1 – Термодинамические и физические свойства холодильных агентов

Холодильные агенты	Химическая формула	Нормальная темпера-тура кипения ts, °C	Критическая температура tкр, °С	Температура затвердевания tз, °С	Объемная холодо-производительность при t0=15°C и tк=30°С, кДж/м3	Температурный диапазон применения
						Температура кипения, °С	Максимальная температура конденсации, °С
Хладон-12 (R-12)	CF2Cl2	-29,8	112,04	-155,0	1280,5	10÷-25	70
Хладон-13 (R-13)	CF3Cl	-81,5	28,78	-180,0	2460,0	-70÷-110	-20
Хладон-22 (R-22)	CHF2Cl	-40,8	96,00	-160,0	2044,7	10÷-25	50÷55
Хладон-502 (R-502)	–	-45,6	–	–	2453,64	-25÷-55	50
Аммиак  (R-717)	NH3	-33,4	132,40	-77,7	2170,4	5÷-25	50

Хладон-502 (R-502) -это перспективный холодильный агент для низкотемпературных бессальниковых компрессоров. При давлении 0,098 МПа имеет температуру кипения ¾45,6° С.

Объемная холодопроизводительность на 20% больше, чем у хладона-22, негорюч и невзрывоопасен, растворимость в масле меньше, чем у хладона-22, химически инертен к металлам. Коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации примерно такие, как у хладона-22, но менее токсичен.

Хладон-12 (R-12) (CF₂C l) – бесцветный газ со слабым запахом, ощутимым при содержании в воздухе более 20%, значительно тяжелее воздуха (в 4,18 раза). При давлении 0,098 МПа кипит при температуре -29,8°С. Хладон-12 не растворяется в воде, поэтому влага, попавшая в систему, остается свободной, вызывая усиленную коррозию труб и оборудования. При попадании влаги в проходное сечение регулирующего вентиля она там замерзает, образуя ледяную пробку, и закрывает доступ холодильному агенту в испаритель. Содержание влаги в хладоне-12 не должно превышать 0,0025% по массе. Безводный хладон нейтрален ко всем металлам, но растворяет некоторые органические вещества, в частности резину, поэтому в качестве прокладочного материала используют специальную маслобензостойкую резину – севанит. Хладон-12 неограниченно растворяется в масле, растворимость увеличивается с повышением давления и пониже­нием температуры.

При больших (свыше 39%) или меньших концентрациях, но длительном воздействии хладон-12 вызывает понижение кровяного давления, человек ощущает удушье, першение в горле, металлический вкус во рту, головокружение, резкую слабость. При температуре 400°С хладон-12 разлагается с выделением отравляющего веществa фосгена. В помещениях, в которых возможны утечки хладона, нельзя курить. Он очень летуч, проникает через любые неплотности и даже через поры крупнозернистого чугуна. Хладон-12 применяется в холодильных машинах малой и средней холодопроизводительности.

Аммиак (R -717) (NH ₃). Это бесцветный газ с резким удушающим запахом. Обладает хорошими термодинамическими свойствами. При давлении 0,098 МПа жидкий аммиак имеет температуру кипения — 33,4° С. Объемная холодопроизводительность аммиака примерно одинакова с хладоном-22 и в 1,5 раза больше, чем у хладона-12, потому габариты аммиачной холодильной машины в 1,5 раза меньше машины, работающей на хладоне-12, одинаковой холодопроизводительности.

Аммиак не взаимодействует с черными металлами, алюминием и фосфористой бронзой, разрушает медь, медные сплавы, цинк и бронзу. Растворяется в воде, безводном состоянии со смазочными маслами не взаимодействует, в присутствии влаги их окисляет, поэтому Содержание влаги в аммиаке не должно превышать 0,2%. при содержании аммиака в воздухе от 16 до 25% образуется опасная смесь, которая при наличии открытого пламени дает взрыв. Поэтому в соответствии с правилами техники безопасности запрещается пользоваться «серным шнуром» для обнаружения мест утечки, а также открытым пламенем при осмотре внутренней полости аппаратов во время ремонта.

Аммиак вреден для человека, он поражает слизистые оболочки горла, носа, дыхательных путей и вызывает удушье. Допустимая концентрация в воздухе 0,02мг/л. Пребывание человека в течение 60 мин в помещении с концентрацией 0,5—1% приводит к смертельному исходу.

Аммиак сравнительно дешев.

Для обнаружения утечек аммиака применяют специальные индикаторы, например, лакмусовую бумагу, которая при наличии аммиака приобретает малиновый цвет.

До последнего времени аммиак был самым распространенным холодильным агентом, применяемым в крупных холодильных установках для получения температур кипения до —50÷60°С. Большая токсичность обусловила вытеснение его менее вредными хладонами. В таблице 2.1 приведены некоторые термодинамические и физические свойства холодильных агентов.

Холодильные агенты на судне хранятся в баллонах. Аммиачные баллоны должны быть окрашены в желтый цвет и иметь надпись черной краской «Аммиак», баллоны для хладона-12 и хладона-22 серебристого цвета и имеют соответствующую надпись «Хладон-22».

Каждый баллон должен иметь исправный вентиль, закрытый колпаком, навинченным на горловину баллона. На баллоне должны быть четко выбиты следующие данные: марка завода-изготовителя, тип баллона, номер баллона, фактическая масса баллона, дата (месяц и год) проведенного испытания и следующего освидетельствования, рабочее давление, пробное гидравлическое давление, емкость баллона (в л), клеймо ОТК завода-изготовителя. Баллоны, предназначенные для хранения холодильных агентов, подлежат освидетельствованию (гидравлическому испытанию) не реже 1 раза в пять лет.

Дата освидетельствования на баллоне указывается следующим образом: 6-78-83. Это значит, что освидетельствование производилось в июне 1978 г., последующее должно быть в 1983 г.

Баллоны, пригодные к эксплуатации, заполняют хо­лодильным агентом из расчета: 0,9 кг на 1 л емкости баллона для хладона-22; 1,1 кг на 1 л емкости баллона для хладона-12; 0,50 кг на 1 л емкости баллона для аммиака (емкость указана на баллоне). При температуре воздуха выше 15° С норма наполнения баллона уменьшается на 25%. Баллоны с холодильным агентом должны храниться в особых огнестойких кладовых с открывающимися наружу дверями и иметь естественную или искусственную вентиляцию.

Баллоны могут быть установлены в вертикальном положении на башмаках и огорожены барьерами, защищающими их от падения, или уложены в горизонтальном положении на специальных прокладках с гнездами в штабеля высотой не более 5 шт. В любом случае каждый баллон должен быть надежно закреплен на случай шторма.

 

 

Хладоносители

 

Хладоносителями называют вещества, отбирающие те­плоту от охлаждаемой среды и передающие ее кипящему холодильному агенту. При этом хладоносители не изменяют своего агрегатного состояния. Хладоносители должны быть дешевы, химически нейтральны по отношению к металлам и прокладочным материалам, безвредны, а еще иметь низкую температуру замерзания, большую теплоемкость.

Наиболее дешевые хладоносители — вода и воздух, но применение их ограниченно, так как вода имеет высокую температуру замерзания — 0°С, а воздух — малую теплоемкость. Практически применяют рассолы — водные растворы солей хлористого кальция СаСl₂ или хлористого натрия NaCl.

Выбор рассола зависит от требуемой температуры охлаждаемой среды и технологического процесса, в котором его используют. Для таких низких температур, как -20 ÷-25° С, и при отсутствии непосредственного контакта рассола и рыбы применяют СаС1₂; NaCl — для получения температур воздуха 10°С и выше, а также при непосредственном контакте рассола и рыбы, например, при охлаждении или замораживании рыбы в танках с холодным рассолом. Это обусловлено тем, СаС1₂ обладает неприятным горько-соленым вкусом и при попадании на продукт портит его.

Температура замерзания рассола зависит от его концентрации. Под концентрацией понимают число массовых частей соли, приходящихся на 100 массовых частей воды, С увеличением концентрации до определенного предела температура замерзания рассола понижается (рис. 2.1).

 

Рисунок 2.1 – Зависимость температуры замерзания

растворов NaCl и CaCl₂ от концентрации

 

Наиболее низкая температура замерзания рассола — 21,2° С при концентрации 23,1 кг соли на 100 кг раствора или 30,1 кг соли на 100 кг воды, а рассола СаС1₂ — 55° С при концентрации 29,9 кг соли на 100 кг раствора или 42,7 соли на 100 кг воды.

Указанные значения соответствуют состоянию криогидратной точки.

Если понизить температуру рассола ниже указанной, рассол замерзнет в виде однородной смеси кристаллов льда и соли. При концентрации рассола выше криогидратной температура замерзания его вновь повышается.

Концентрацию рассола определяют с помощью арео­метра по плотности (ρ) или в градусах Боме (n). Пере­счет плотности рассола в градусы Боме производят по формуле:

n=144,3

Концентрация рассола должна быть такой, чтобы при работе холодильной машины он не замерзал.

Рассолы вызывают сильную коррозию оборудования, поэтому рН рассола стремятся поддерживать в пределах 7—10, при котором он наименее агрессивен.

Для уменьшения коррозии пользуются двумя спосо­бами: на поверхности металла создают защитную пленку, предохраняющую его от разрушения, или пользуются протекторной защитой.

Кроме применения специальных средств для защиты от коррозии необходимо следить за тем, чтобы соль, из которой готовят рассол, и сам рассол были чистыми. Рас­сол должен возможно меньше соприкасаться с воздухом, так как увеличение растворенного в нем воздуха способ­ствует коррозии.

 

Классификация компрессоров

 

По конструктивному исполнению различают компрессы поршневые, ротационные, центробежные, или турбокомпрессоры, и винтовые.

В зависимости от применяемого холодильного агента компрессоры бывают аммиачные, фреоновые, углекислотные др. В настоящее время промышленность переходит к выпуску унифицированных холодильных компрессоров, которые могут работать на различных холодильных агентах.

По холодопроизводительности при стандартных условиях различают компрессоры мелкие, малые, средние, крупные. По числу ступеней сжатия различают одно-, двух- и трехступенчатые компрессоры.

По степени герметичности компрессоры бывают открытые или сальниковые, бессальниковые полугерметичные (со встроенным двигателем и разъемным корпусом) и бессальниковые герметичные (со встроенным двигателем в запаянном кожухе).

На рис. 3.1 приведены области применения холодильных компрессоров различных типов, а в приложении А дана характеристика некоторых компрессоров.

 

Рисунок 3.1 – Области применения холодильных компрессоров различных типов:

1 — поршневые герметичные; 2 — поршневые бессальниковые; 3 — поршневые сальниковые; 4 — поршневые поджимающие в двухступенчатых схемах;

5 — поршневые для низкой ступени каскадных машин; 6 — ротационные поджимающие в двухступенчатых схемах; 7 — винтовые одноступенчатые;

8 — винтовые СНД в двухступенчатых схемах; 9 — винтовые для низкой ступени каскадных машин; 10 — центробежные; 11 — воздушные турбохолодильные

Поршневые компрессоры классифицируют:

по направлению оси цилиндра — на горизонтальные, вертикальные, V-образные, W-образные, веерообразные, радиальные;

по направлению движения холодильного агента в цилиндре — на прямоточные (с движением пара в одном направлении) и непрямоточные (в которых пар изменяет свое направление в цилиндре компрессора);

по устройству кривошипно-шатунного механизма и числу полостей сжатия — на бескрейцкопфные простого действия (сжатие производится по одну сторону от поршня) и крейцкопфные двойного действия (сжатие: пара происходит по обе стороны поршня);

по количеству цилиндров – одно-, двух- и многоцилиндровые;

по конструктивному выполнению — на блок-картерные и с раздельным выполнением картера и цилиндров.

К компрессорам в судовом исполнении предъявляют повышенные требования: компрессоры должны иметь небольшие массу и габариты, обеспечивать полное урав­новешивание сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, увеличенную частоту вращения, повышенную надежность и безопасность работы.

На судах флота рыбной промышленности применяют преимущественно поршневые бескрейцкопфные компрессоры, работающие на хладоне-12, хладоне-22 и аммиаке, а также ротационные и винтовые. Горизонтальные компрессоры, имеющие большие холодопроизводительность, массу, металлоемкость и габариты, в судовых установках не применяют. Наиболее широко используют быстроходные бескрейцкопфные блок-картерные многоцилиндровые компрессоры с V - и веерообразным расположением цилиндров, так как они компактны, занимают мало места, обладают сравнительно малой массой.

АРМАТУРА И ТРУБОПРОВОДЫ

Арматура и трубопроводы

Арматура. На холодильных установках она включа­ет запорные и регулирующие вентили холодильного агента, предохранительные и обратные клапаны, задвижки воды и рассола.

Запорные вентили бывают проходные и угловые.

Запорная арматура (рис. 4.11). Ее конструкция зависит от холодильного агента и диаметра условного прохода, но в каждом вентиле имеются корпус, крыш­ка, клапан, шпиндель, маховик; все вентили, кроме мембранных, включают сальник.

Рисунок 4.11 — Запорные вентили

 

а - фреоновый угловой: 1 - корпус; 2 - шпиндель с клапаном; 3 - сальнико­вая набивка; 4 - гайка сальника; 5 - прокладка; 6 - колпачок; 7 - накидная гайка; 8 - тройник; 9 - патрубок;

б - аммиачный: 1 - клапан; 2 - корпус; 3 - крышка; 4  - сальниковая набив­ка; 5 - нажимная втулка; 6 - шпиндель; 7 - маховик

 

Фреоновые вентили над шпинделем имеют колпачок для предупреждения утечек холодильного агента через сальник. Вентиль должен быть установлен на трубопроводе так, чтобы холодиль­ный агент поступал под клапан во избежание его обры­ва. На корпусе вентиля обычно ставят стрелку, указы­вающую направление холодильного агента.

Регулирующий вентиль (рис. 4.12). Он отличается от запорного мелкой резьбой на шпинделе и спе­циальной формой клапана, обеспечивающей плавное ре­гулирование количества проходящей жидкости.

Предохранительные клапаны (рис. 4.13). Их устанавливают на всех аппаратах, работающих под давлением. При повышении давления в аппарате выше установленного (на которое отрегулирована пружина предохранительного клапана) клапан открывается и вы­пускает часть холодильного агента в атмосферу, в воду или на сторону низкого давления.

Для переключения предохранительных клапанов, ус­танавливаемых попарно на холодильных аппаратах, применяют специальный трехходовой вентиль (рис. 4.14). Вентиль состоит из сварного корпуса 5, который флан­цем 1 соединен с аппаратом, а штуцерами 2 и 6 — с предохранительными клапанами. На шпинделе 4 за­креплен клапан 3. При любом крайнем положении кла­пана 3 один из предохранительных клапанов всегда включен, при среднем положении включены оба предо­хранительные клапана. Переключающий клапан позво­ляет производить периодические проверки предохрани­тельных клапанов, их ремонт или замену.

Рисунок 4.12 – Регулирующий вентиль 1 – корпус; 2 – клапан; 3 – накидная гайка; 4 – маховик; 5 – шпиндель; 6 – сальник; 7 – крышка

Рисунок 4.13 – Предохранительный                                клапан 1 – направляющая; 2 – клапан с резиновым уплотнением; 3 – стакан; 4 – корпус; 5 – пружина; 6 – нажимная гайка; 7 – крышка8 – колпачок; 9 – шпиндель

 

 

Рисунок 4.14 — Трехходовой вентиль

для переключения предохранительных клапанов

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Для чего с систему холодильной установки включают маслоотделители и их место в схеме?

2. Какую функцию выполняют отделители жидкости и их место в схеме?

3. Какие фильтры применяются в схеме холодильной установки и их место в схеме?

4. Требования, применяемые к запорной арматуре холодильных установок и трубопроводам.

 

Литература: [1], [2]

 

 

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое вентиляция помещений?

2. Дать определение регенерации газовой среды.

3. Как производится очистка газовой среды?

4. Что такое теплоизбытки и теплопритоки помещений?

5. Как влияют параметры наружного воздуха на тепло- и влагосодержания воздуха помещений?

6. Что подразумевается под «процессом обработки воздуха» (летом, зимой)?

7. Какие теплопритоки (теплоизбытки) могут влиять на параметры обрабатываемого воздуха?

8. Какие требования предъявляются к СКВ (экономические, пожаробезопасные, монтажные, техникобезопасные)?

9. Классификация СКВ по основным признакам.

Литература: [6], [7], [5], [4].

Вопросы для самопроверки:

1. Что подразумевается под санитарным нормам воздушной среды жилых и общесудовых помещений?

2. При каких параметрах наружного воздуха требуется использовать СКВ в режиме обогрева помещений?

3.  При каких параметрах наружного воздуха требуется использовать СКВ в режиме охлаждения?

4. Что значит «комфортные» условия помещения?

5. Какое количество воздуха для рециркуляции допускается в зимнее, летнее время для СКВ?

 

Литература: [5], [3].

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

Основная литература:

 

1. Сластихин Ю.Н. Техническая эксплуатация судовых холодильных установок / Ю.Н. Сластихин, А.И. Ейдеюс, Э.Е. Елисеев. М.: МОРКНИГА, 2014. – 517 с.

2. Загоруйка В.А. Судовая холодильная техника / В.А. Загоруйко, А.А. Голиков. – Киев: Наукова думка, 2000. – 326 с.

 

Дополнительная литература:

3. Захаров Ю.В. Оборудование судовых систем кондиционирования воздуха / Ю.В. Захаров, Л.М. Андреев. - Л.: Судостроение, 1971. – 246 c.

4. Касалайнев Н.Н. Обработка воздуха в судовых системах кондиционирования / Н.Н. Касалайнев. - Л.: Судостроение, 1971. – 457 c.

5. Кокорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха / О.Я. Кокорин. - М.: Машиностроение, 1970. -754 c.

6. Баркалов Б.В. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях / Б.В. Баркалов, Е.Е. Карпис. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971. – 500 c.

7. Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины / Ю.В. Захаров. - Л.: Судостроение, 1972. – 254 c.

 

 

Ольга Васильевна Кулиш

 

Конспект лекций

 по дисциплине «Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха» для курсантов специальности 26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения

 

 

Тираж ________экз. Подписано к печати ________.

Заказ №_____. Объём 5,2 п.л.

Изд-во ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»

298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра судовых энергетических установок

 

Кулиш О.В.

 

 

СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

 

 

Конспект лекций

для курсантов специальности 26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок очной и заочной форм обучения

 

 

Керчь, 2016 г.

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..		5
1 Основы теории холодильных машин…………………………………		11
	1.1 Физические основы получения искусственного холода…….	11
	1.2 Термодинамические основы х