6.21M
Categories: electronicselectronics industryindustry

Судовые холодильные установки и системы кондиционирования

1.

СУДОВЫЕ
ХОЛОДИЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ
И СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

2.

СУДОВЫЕ
ХОЛОДИЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ
И СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
И.

3.

Г. Г. ЛАЛАЕВ
СУДОВЫЕ
ХОЛОДИЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ
И СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
96766
96766
МОСКВА «ТРАНСПОРТ»
1981
Ч

4.

УДК 621.56159:629.123
Лалаев Г. Г. Судовые холодильные установки и системы кондиционирования. — М: Транспорт, 1981. — 248 с.
Рассмотрена работа машин и оборудования для охлаждения провизионных
кладовых морских транспортных и пассажирских судов и обеспечения кондиционирования воздуха.
Изложены основы теории и рабочие процессы парокомпрессорных холодильных машин, конструкции компрессоров, аппаратов и вспомогательного оборудования отечественного и зарубежного производства;
приведены
основные
схемы систем комфортного кондиционирования воздуха; значительное место
уделено автоматизации провизионных судовых холодильных установок, систем
кондиционирования и их эксплуатации.
Книга предназначена для судовых механиков, занимающихся эксплуатацией холодильных установок. Может быть использована в качестве учебного
пособия для подготовки механиков в морских учебных заведениях.
Ил. 105, табл. 23, библиогр. 8 назв.
Р е ц е н з е н т В. М. Сомкин
31806-272 -272-81
049(01)-81
36&593Ш0
Издательство «Транспорт»
1'Я|

5.

ВВЕДЕНИЕ
Холодильные машины устанавливают практически на всех
новостроящихся судах. На транспортных (сухогрузных и наливных) и пассажирских судах холодильные машины используют в
основном для охлаждения провизионных кладовых и обеспечения
летнего кондиционирования воздуха. На судах с горизонтальным
способом грузообработки и других, имеющих большие трюмы, холодильные установки применяют также для охлаждения емкости
с жидкой углекислотой, предназначенной для тушения пожара.
На рефрижераторных судах и судах комбинированного типа
холодильные машины используют для охлаждения рефрижераторных трюмов, на газовозах — для охлаждения танков со сжиженным газом, на судах рыбопромыслового флота — для охлаждения
и замораживания добытой рыбы и приготовления искусственного
льда.
Холодильные машины и устройства можно разделить на следующие основные типы: парокомпрессорные, абсорбционные, эжекторные и термоэлектрические. Для производства холода в компрессорных холодильных машинах затрачивают механическую
энергию, в абсорбционных и эжекторных — тепловую; термоэлектрические охлаждающие устройства работают за счет непосредственного потребления электрической энергии.
В абсорбционных* холодильных машинах в качестве рабочих
тел применяют бинарные (двухкомпонентные) смеси: водоаммиачный раствор МН 3 +Н 2 0 или раствор бромистого лития Н2О+1ЛВг
(последний используется для получения плюсовых температур).
Установка состоит из нескольких аппаратов. Единственным механизмом является насос, перекачивающий раствор. Холодильный
агент (в первом случае аммиак, во втором — вода) выпаривается
из смеси, конденсируется, а затем кипит при соответствующем
давлении, осуществляя отбор тепла от охлаждаемой среды. Установка позволяет утилизировать отходы тепла судовой энергетической установки.
В пароэжекторных машинах рабочим телом является вода,
поэтому их применяют для получения плюсовых температур (охлаждение воздуха в системах летнего кондиционирования воздуха). Вода дросселируется в регулирующем вентиле и поступает
в аппарат, где благодаря отсасывающему действию пароструйных
Абсорбцией называется процесс поглощения паров жидкостью.

6.

эжекторов поддерживается глубокий вакуум, которому соответствует низкая температура ее кипения. В процессе дросселирования
часть воды вскипает за счет внутренней энергии, в результате чего температура воды, оставшейся в жидкой фазе, снижается. Эта
вода используется для охлаждения.
Термоэлектрическое охлаждение основано на эффекте Пельте,
заключающемся в том, что в процессе прохождения постоянного
электрического тока определенного направления по цепи, составленной из разнородных проводников или полупроводников, в
местах контактов (спаях) появляются разные температуры. Если
температура холодного спая окажется ниже температуры окружающей среды, то он может быть использован как охладитель.
Термоэлектрические охлаждающие устройства (ТОУ) уже сейчас
находят применение в медицине, радиотехнике и многих других
областях. С развитием полупроводниковой техники, с появлением
экономичных и компактных ТОУ можно ожидать использования
их в судрвых автономных кондиционерах и т. п.
Наибольшее распространение в холодильной технике получили
парокомпрессорные холодильные машины. На транспортных (неспециализированных) и пассажирских судах применяют холодильные машины с поршневыми компрессорами, работающими на
хладоне-12 и хладоне-22, с высокой степенью автоматизации процессов регулирования, управления и защиты.

7.

ГЛАВА
I
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАРОКОМПРЕССОРНЫХ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
МАШИН
1. ПАРОКОМПРЕССОРНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА
С РЕГУЛИРУЮЩИМ ВЕНТИЛЕМ
Принцип работы машины. На рис. \,а дана принципиальная
схема холодильной машины с регулирующим вентилем. Компрессор КМ отсасывает из испарителя И пар холодильного агента,
имеющий низкое давление р0 и соответственно низкую температуру То, и сжимает его до давления р*, при котором температура
конденсации агента Тк станет выше температуры охлаждающей
воды. Далее горячий пар агента направляется в конденсатор КД,
где пар полностью конденсируется, отдавая тепло забортной воде,
прокачиваемой через конденсатор. Из конденсатора жидкость поступает в регулирующий вентиль РВ. Перед ним холодильный
агент имеет температуру более высокую, чем вода, охлаждающая
конденсатор. Для обеспечения низкой температуры в рефрижераторном помещении агент должен кипеть в испарителе при температуре более низкой, чем температура, необходимая для этого
помещения. В регулирующем вентиле происходит дросселирование
жидкого холодильного агента от давления конденсации рк до давления кипения р0, сопровождающееся частичным вскипанием
агента и понижением его температуры. Вскипание жидкости происходит потому, что за РВ при более низком давлении жидкость
не может содержать того количества тепла, которое она содержала до РВ.
Избыточное тепло жидкости вызывает частичное вскипание агента; жидкость отдает часть тепла на парообразование, и
при этом температура ее снижается (процесс вскипания агента в
РВ поясняет пример, приведенный в конце параграфа).
После РВ в испаритель И пойдет холодная смесь жидкости
и пара, точнее, холодный пар с большим влагосодержанием. Пар,
образующийся при дросселировании холодильного агента в РВ,
составляет от 5 до 30% смеси по массе и от 90 до 99% по объему.
Если принять давление и температуру агента до РВ постоянными,
то чем ниже давление за РВ, тем меньшая часть агента поступает
в испаритель в жидком состоянии и тем ниже его температура.
В испарителе И, установленном в охлаждаемом помещении,
агент, оставшийся в жидкой фазе, кипит при низкой температуре,
отбирая тепло, необходимое для парообразования, от охлаждаемой среды. Из испарителя пар холодильного агента всасывается
компрессором, и цикл повторяется.
Теоретический цикл машины в диаграмме 5—Т. На рис. 1, б
показано: /—2 адиабатическое сжатие в компрессоре; 2—3 кон-

8.

ъ
а)
Изоляц
/////
Забортная
<
/
3
-»—л;
1
/
/_////
/
///У///.
Б)
т1
2

Область
~
/ 1 -'*«'**<-"<1/
Область
жидкости/ \КМжно^/ео \нас(>1щен
Т/ ног<\пара
|
/^/Область
перегретого
пара

'////^//
4
Рис. 1. Парокомпрессорная холодильная машина с регулирующим вентилем:
а— схема; б — цикл в диаграмме 5 — Т
денсация агента; 3—4 — процесс дросселирования, которое происходит при постоянном теплосодержании (I = сопз!); 4—/ процесс
кипения агента.
Количество тепла, подведенное к одному килограмму агента
в испарителе д0, кДж/кг, называется удельной массовой холодопроизводительностью и выражается в диаграмме 5—Т площадью
а, 1, 4, 6, а. Внешняя затраченная работа I показана площадью
1, 2, 3, 5, 1.
Эффективность холодильной машины с точки зрения затраты
энергии на производство холода оценивается холодильным коэффициентом. Холодильным коэффициентом называется отношение
количества тепла, отнятого от охлаждаемой среды, к затраченной
внешней работе при данном цикле:
1°.
I
пл. а, /, 4, б, а
пл. /, 2, 3, 5, /
2. «СУХОЙ» И «ВЛАЖНЫЙ» ХОД КОМПРЕССОРА,
Р Е Г Е Н Е Р А Т И В Н Ы Й ЦИКЛ
При работе холодильной машины в компрессор может поступать пар холодильного агента различного состояния (рис. 2):
влажный насыщенный (точка /"), сухой насыщенный (точка
/') и перегретый (точка /). Если в цилиндр компрессора всасывается влажный насыщенный пар, компрессор работает «влажным» ходом (сжатие по линии 1"—2"). При всасывании сухого насыщенного или перегретого пара компрессор работает «сухим» ходом (сжатие соответственно по линиям /'—2' и /—2).
В современных холодильных машинах применяется только «сухой» ход компрессора.
Рассмотрим сухой цикл Г—2'—3—4—Г. Компрессор всасывает сухой насыщенный пар (точка 1') и сжимает его в области перегретого пара до пересечения адиабаты сжатия /'—2' с изобарой

9.

конденсации. В состоянии, характеризуемом точкой 2', перегретый пар с давлением рк поступает в конденсатор, в котором
сначала охлаждается (снятие перегрева на линии У—2"), а затем
конденсируется при постоянных
значениях Тк и рк (линия 2"—3).
Остальные процессы цикла уже
известны:
3 — 4 — дросселирование в РВ и 4—/' — кипение
агента.
С повышением сухости
всасываемого пара до х=\ холодопроизводительность до воз- Рис. 2. Холодильный цикл при рарастает на величину Д</0. Проис- боте компрессора «.сухим» и «влажходит это потому, что выкипание ным» ходом
на участке /"—1' частиц жидкости, содержащихся во влажном паре, сопровождается отбором
от охлаждаемой среды дополнительного количества тепла.
Затрачиваемая в цикле работа увеличивается на величину А/,
что объясняется увеличением удельного объема
всасываемого
компрессором пара. Это приращение работы А/ на диаграмме 5—Т
соответствует площади /', 2', 2", 1", Г. При этом
работа цикла
возрастает в большей мере, чем холодопроизводительность. Холодильный коэффициент
пл. /', 4,
з, /
пл. /', 2', 3, 5, 1
будет меньше, чем при влажном цикле.
В цикле / — 2 — 3 — 4 — 1 линией /' — / изображен процесс перегрева пара в испарителе. Холодопроизводительность в этом цикле
определяется как разность энтальпий:
где /1 — г 4
— тепло, отобранное от охлаждаемой среды в процессе кипения агента, кДж/кг (ккал/кг) ;
/1 — и — тепло, отобранное от охлаждаемой среды в процессе перегрева агента
в испарителе,
кДж/кг
(ккал/кг).
Затрачиваемая в цикле работа по сравнению с циклом /' — 2' —
3—4 — 1' соответственно увеличивается. Увеличение холодопроизводительности, определяемое теплотой перегрева пара в испарителе, незначительно по сравнению с увеличением затрачиваемой работы, являющимся следствием увеличения удельного объема всасываемого пара.
Таким образом, с теоретической точки зрения
переход
от
«влажного» хода компрессора «к сухому» представляется невы-

10.

ЗаБорт-
г е
Рис. 3. Парокомпрессорная машина с регенеративным теплообменником:
а — схема; б — цикл в диаграмме ^ — Т
годным. Однако в условиях действительных процессов «сухой» ход
компрессора оказывается практически более выгодным. «Сухой»
ход выгоднее «влажного» прежде всего потому, что обеспечивает
полное выкипание жидкости в испарителе, а следовательно, увеличивает удельную холодопроизводительность. Кроме того, при
работе «сухим» ходом более благоприятными становятся условия
работы компрессора, улучшаются его рабочие характеристики, от
которых зависят производительность компрессора и потребляемая
мощность (см. гл. IV). Это, в конечном счете, приводит к увеличению действительного холодильного коэффициента. Одним
из
главных достоинств «сухого» хода компрессора является исключение возможности аварий от гидравлических ударов, которые могут возникнуть вследствие попадания в цилиндр компрессора жидкого агента. «Сухой» ход компрессора обеспечивается поддержанием небольшого перегрева всасываемого пара автоматическим
регулирующим вентилем (ТРВ), а также регенеративным теплообменником.
Регенеративный цикл. По змеевику
теплообменника
РТО
(рис. 3, а) движется жидкий агент из конденсатора КД к регулирующему вентилю РВ. Змеевик охлаждается холодильным паром
агента, всасываемым компрессором К.М из испарителя И. В результате такого теплообмена жидкость переохлаждается (т. е. охлаждается ниже температуры конденсации при том же давлении),
а пар, всасываемый компрессором, перегревается.
Регенеративный цикл холодильной машины представлен
на
рис. 3, б, где 4—/' — кипение агента; /'—/ — перегрев пара
в
испарителе: /—/" — перегрев пара в регенеративном теплообменнике РТО; 1"—2" — сжатие в компрессоре; 2"—2' — снятие
перегрева в конденсаторе; 2'—3 — конденсация пара;
3—3' —
переохлаждение в конденсаторе (не зависит от наличия РТО
и
обычно не превышает 1—3°С); 3'—3" — переохлаждение в РТО;
3"—4 — дросселирование в РВ.

11.

Внутренний теплообмен в таком цикле понижает температуру
перед регулирующим вентилем (точка 3" вместо точки 3'), а следовательно, уменьшает бесполезное парообразование в регулирующем вентиле и увеличивает холодопроизводительность на Д<7о,
но в то же время приводит к значительному перегреву пара в конце сжатия (точка 2" вместо точки 2), что увеличивает работу в
цикле на А/.
Поскольку через все элементы холодильной машины в единицу
времени проходит одно и то же количество хладагента, в идеальном случае количество тепла, отданное жидким агентом, должно
быть равно количеству тепла, воспринятому паром. Поэтому можно записать
Регенеративный цикл оказывается наиболее целесообразным при
работе на хладоне-12, так как в этом случае —^>~г40
'
В случаях, когда всасывающий трубопровод, проложенный в
теплых помещениях, плохо изолирован и имеет большую длину,
пар агента на пути к компрессору перегревается. Такой бесполезный перегрев отрицательно сказывается на работе холодильной
машины, так как вследствие повышения удельного объема всасываемого пара / возрастает, а ^^ остается той же.
3.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ
АГЕНТЫ
К холодильным агентам предъявляются многочисленные требования, относящиеся к их термодинамическим, физико-химическим, физиологическим и эксплуатационным свойствам. К основным
термодинамическим свойствам холодильных агентов относятся:
удельная холодопроизводительность, температура кипения при атмосферном давлении, удельный объем, давления в конденсаторе и
испарителе, коэффициент теплоотдачи и др.
Удельной объемной холодопроизводительнос т ь ю ^V, кДж/м 3 (ккал/м 3 ), называется количество тепла, отнятое от охлаждаемой среды, приходящееся на 1 м 3 пара холодильного агента, всасываемого компрессором:
где да — удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг
(ккал/кг);
У! — удельный объем пара, всасываемого компрессором, м ? /кг.
Удельная массовая холодопроизводительность агента д 0 находится в прямой зависимости от теплоты парообразования г. Величины ^V и <?0 зависят от условий работы машин [температуры ки-

12.

пения агента в испарителе, температуры конденсации, температуры перед регулирующим вентилем (РВ) и др.].
Размеры и масса теплообменных аппаратов холодильной м а шины зависят от коэффициентов теплоотдачи и значений рабочих
давлений в конденсаторе и испарителе. Чем выше значения коэффициентов теплоотдачи и чем ниже рабочие давления, тем меньше
размеры и масса теплообменных аппаратов, а следовательно, и
масса всей установки. Очень желательно в испарителе и на линии всасывания компрессора иметь давление не ниже атмосферного; в противном случае возможен подсос в систему воздуха, что
отрицательно повлияет на работу холодильной установки. Для получения приемлемых давлений в испарителе применяют холодильные агенты, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении.
Одним из основных физико-химических свойств агентов является их способность взаимодействовать со смазочными маслами
и водой. Хорошая растворимость в масле создает благоприятные
условия для смазывания компрессора, но вместе с тем содействует уносу масла из компрессора в систему. Способность растворять
влагу является положительным свойством агентов, так как исключается возможность образования в системе ледяных пробок.
Холодильные агенты должны быть взрывобезопасными, негорючими, нетоксичными и иметь невысокую стоимость.
На различных этапах развития холодильной техники в качестве холодильных агентов использовались следующие вещества:
сернистый ангидрит 8О2, хлористый метил СН3С1,
углекислота
СОг, аммиак МНз и др.
За последние четыре десятилетия широкое распространение
в
1
качестве холодильных агентов получили фреоны , которые представляют собой галоидные соединения, производные от углеводородов. Количество фреонов очень велико, поэтому их маркируют
числами по особой системе.
В настоящее время на судах морского флота в качестве хладагентов применяют только фреон-12 и фреон-22. В холодильных
машинах на части рыбопромысловых судов применяют аммиак,
однако суда современной постройки снабжают в основном фреоновыми машинами.
В настоящее время в связи с внедрением в СССР международного стандарта (МС) ИСО 817 допускается несколько обозначений хладагентов: условное (символическое), торговым названием
(маркой), химическим названием, химической формулой. При
этом предпочтительным является условное обозначение, которое
состоит из символа ^ и определяющего числа. Согласно
ГОСТ
19212—73 (изменение 1) цля фреона-12 установлено название
«Хладон-12» и обозначение К12, ГОСТ 8502—73 (изменение 1)
для фреона-22 — «Хладон-22» и обозначение ^?22. Для аммиака
принято обозначение
1
10
Название «фреон» происходит от греческого «холод».

13.

Хладон-12 —дифтордихлорметан СР2С12 (ГОСТ 19212—73) —
бесцветный газ с очень слабым запахом, который можно почувствовать при содержании его в воздухе более 20% (слабый сладковатый запах эфира). Пар /?12 тяжелее воздуха, жидкий хладонтяжелее воды (табл. 1).
Температура кипения К\2 при атмосферном давлении —29,8°С,
а это значит, что можно получить температуру
охлаждаемого
объекта порядка —19°С при сохранении в испарителе (и на линии всасывания компрессора) избыточного давления. Удельная
объемная холодопроизводительность ^V К. 12 при стандартном режиме 1280 кДж/м 3 (305,6 ккал/м 3 ).
Хладон не ядовит, его пары не действуют на вкус и цвет пищевых продуктов, однако содержание в воздухе /?12 более 30% (по
объему) приводит к удушью из-за недостатка кислорода.
Хладон-12 не горюч, в смеси с воздухом не воспламеняется и
не взрывается, но в открытом пламени при температуре выше
330°С начинает распадаться с образованием хлористого и фтористого водорода и небольшого количества ядовитого газа фосгена, появление которого обнаруживается кислым запахом. Поэтому
в случае аварии фреоновой машины не следует работать вблизи
с открытым пламенем.
Рассмотрим отдельные эксплуатационные свойства хладона-12.
Как и хладоны остальных марок, К12 обладает повышенной
способностью проникать через малейшие неплотности и даже через поры обычного чугуна. Проникновению через неплотности
способствует растворяющая способность хладона. Если при этом
еще учитывать, что он не имеет цвета и запаха, становится ясно,
насколько сложно бороться с его утечкой. Все это определяет те
Таблица I
Характеристики хладона-12 и хладона-22
Показатель
Температура, °С:
кипения при давлении 1 • 105 Па (760 мм рт. ст.)
затвердения
Плотность хладбна при 30°С, г/см 3 :
жидкого
парообразного
Удельная теплота парообразования при <0 =
= — 15°С, к Д ж/кг (ккал'кг)
Удельная объемная холодопроизводительность
при (а = — 15°С и * к = 30°С, кДж/мЗ (ккал/мз)
Растворимость воды в хладоне (массовое содержание, %) при температуре:
— 17,8°С
+30°С
ЯП
—29,8
—155
Д22
—40,8
—160
1,293
1,176
0,041
0,052
259,28 (38,57) 215,79 (51,99)
1280 (305,6)
0,0008
0,012
2200 (495)
0,0310
0,15
11

14.

высокие требования! которые предъявляются к монтажу трубопроводов, механизмов и аппаратов фреоновых установок.
Способность #12 растворять воду ничтожна. Влага, сохраняя
свои физические свойства, при минусовых температурах замерзает
и закупоривает узкие проходы, чаще всего в дроссельных устройствах, что в свою очередь ведет к нарушению нормальной работы
установки. Это свойство хладона является его большим недостатком, так как приводит к необходимости принимать сложные специальные меры по полному высушиванию внутренних полостей
установки, предупреждению попадания и удаления проникшей в
систему влаги. Хладон хорошо растворяется в масле, понижая
его вязкость. Часть масла постоянно уносится из компрессора в
систему и это требует специальных конструктивных мер, обеспечивающих возврат масла в картер компрессора.
Обезвоженные хладоны нейтральны ко всем металлам, за исключением сплавов, содержащих более 2%Мд. Однако в присутствии влаги хладон образует кислоты, действующие на большинство металлов Хладоны разъедают обычную резину, поэтому для
изготовления уплотняющих прокладок применяют только специальные сорта резин и другие фреономаслостойкие материалы.
В жидком виде хладон способен смывать с внутренней поверхности труб и аппаратов окалину, ржавчину и песок. Это отрицательное свойство требует должного внимания к подготовке системы, а в последующем к работе фильтров. Хладон обладает большой диэлектрической прочностью, что позволяет применять его в
компрессорах со встроенным электродвигателем.
Хладон-22 —дифтормонохлорметан СНР2С1 (ГОСТ 8502—73).
Температура кипения при атмосферном давлении — 40,8°С. Объемная холодопроизводительность при стандартном режиме
больше, чем у К12, и составляет 2200 кДж/кг (495 ккал/м 3 ), поэтому
установки на #22 имеют при равной холодопроизводительности
меньший объем цилиндров компрессора, а следовательно, меньшую удельную металлоемкость. Растворимость воды в жидком
К22 в несколько раз больше, чем у К12, но все же остается очень
низкой. Коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации
#22 на 25—30% больше, чем у К12, что позволяет создавать более компактные теплообменные аппараты. В то же время
для
#22 характерны по сравнению с #12 более высокие давления конденсации и температуры
на стороне нагнетания. Встроенный
электродвигатель из-за большой агрессивности К22 к неметаллическим деталям должен отвечать повышенным требованиям. Для
человека #22 более вреден, чем К12. Максимально допустимая его
концентрация в воздухе 10%. При 550°С #22 распадается, образуя при наличии открытого пламени ядовитые продукты, которые,
кроме хлора и соляной кислоты, содержат следы фосгена. В остальном свойства хладона-12 и хладона-22 схожи.
Хладон поставляется на суда в стальных баллонах вместимостью 25—65 л, окрашенных серебрином с надписью соответственно «Хладон-12», «Хладон-22» черной краской — для установок с
12
компрессорами открытого типа и красной — для установок с герметическими компрессорами. Паспорт на хладагент хранится под
колпаком каждого баллона.
Не исключается применение в судовых
установках хладона-502 — азеотропной смеси, состоящей из хладона-22 (массовое
содержание 48,8%) и хладона-115 (массовое содержание 51,2%).
Удельная объемная холодопроизводительность хладона-502 несколько больше, а температура нагнетания примерно на 20°С ниже, чем #22. Хладон-502 предназначен для применения & одноступенчатых средне- и низкотемпературных установках в диапазоне
темератур кипения от —25 до —55°С.
Удельная объемная холодопроизводительность ^V хладагента
определяет наряду с другими величинами размеры компрессора.
Для компрессоров, работающих на принципе вытеснения (поршневые, ротационные и винтовые), применяют хладагенты с высокими значениями ^V, т. е. #12 и #22. Чем больше удельная объемная холодопроизводительность, тем компактнее компрессор при
той же частоте вращения вала. Примерно одинаковые рабочие
давления и большие значения ^•0 дают возможность изготавливать унифицированные поршневые компрессоры для работы на
хладоне-22 и аммиаке.
Для центробежных турбокомпрессорных машин применяют
хладоны #11, #13 и некоторые другие. Они обладают невысокой
объемной удельной холодопроизводительностью, что позволяет
увеличить до нормальных конструктивных размеров сечения проточных частей рабочих колес компрессоров. Кроме того,
эти
агенты имеют высокую молекулярную массу, что
увеличивает
действие центробежной силы.
Пример 1. Определить процентное содержание по массе К. 12, вскипевшего в
РВ при дросселировании, от давления конденсации р^. = 0,686 МПа (7 кгс/см 2 ) до
давления кипения рй =0,134 МПа (1,370 кгс/см2)
По таблице насыщенного пара хладона -12 энтальпия жидкости перед РВ при
рк = 0,686 МПа ((к = 27°С) равна 444,87 кДж/кг, а за РВ при Ра = 0,134 МПа
({„ = —23°С) — 397,85 кДж/кг. Большего значения энтальпии жидкость за РВ
при таком давлении не может иметь — все избыточное тепло пойдет на частичное
ее парообразование. Это избыточное тепло равно разности 444,87—397,85 =
= 47,02 кДж/кг. При ^0 = 0,134 МПа теплота кипения равна 164,72 кДж/кг.
Тогда количество К12, бесполезно вскипевшего в процессе дросселирования в РВ,
47,02
равно
Ю0 = 28,5о/0.

15.

высокие требования! которые предъявляются к монтажу трубопроводов, механизмов и аппаратов фреоновых установок.
Способность #12 растворять воду ничтожна. Влага, сохраняя
свои физические свойства, при минусовых температурах замерзает
и закупоривает узкие проходы, чаще всего в дроссельных устройствах, что в свою очередь ведет к нарушению нормальной работы
установки. Это свойство хладона является его большим недостатком, так как приводит к необходимости принимать сложные специальные меры по полному высушиванию внутренних полостей
установки, предупреждению попадания и удаления проникшей в
систему влаги. Хладон хорошо растворяется в масле, понижая
его вязкость. Часть масла постоянно уносится из компрессора в
систему и это требует специальных конструктивных мер, обеспечивающих возврат масла в картер компрессора.
Обезвоженные хладоны нейтральны ко всем металлам, за исключением сплавов, содержащих более 2%Мд. Однако в присутствии влаги хладон образует кислоты, действующие на большинство металлов Хладоны разъедают обычную резину, поэтому для
изготовления уплотняющих прокладок применяют только специальные сорта резин и другие фреономаслостойкие материалы.
В жидком виде хладон способен смывать с внутренней поверхности труб и аппаратов окалину, ржавчину и песок. Это отрицательное свойство требует должного внимания к подготовке системы, а в последующем к работе фильтров. Хладон обладает большой диэлектрической прочностью, что позволяет применять его в
компрессорах со встроенным электродвигателем.
Хладон-22 —дифтормонохлорметан СНР2С1 (ГОСТ 8502—73).
Температура кипения при атмосферном давлении — 40,8°С. Объемная холодопроизводительность при стандартном режиме
больше, чем у К.12, и составляет 2200 кДж/кг (495 ккал/м 3 ), поэтому
установки на #22 имеют при равной холодопроизводительности
меньший объем цилиндров компрессора, а следовательно, меньшую удельную металлоемкость. Растворимость воды в жидком
К22 в несколько раз больше, чем у К12, но все же остается очень
низкой. Коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации
#22 на 25—30% больше, чем у #12, что позволяет создавать более компактные теплообменные аппараты. В то же время
для
#22 характерны по сравнению с #12 более высокие давления конденсации и температуры
на стороне нагнетания. Встроенный
электродвигатель из-за большой агрессивности #22 к неметаллическим деталям должен отвечать повышенным требованиям. Для
человека #22 более вреден, чем К.12. Максимально допустимая его
концентрация в воздухе 10%. При 550°С #22 распадается, образуя при наличии открытого пламени ядовитые продукты, которые,
кроме хлора и соляной кислоты, содержат следы фосгена. В остальном свойства хладона-12 и хладона-22 схожи.
Хладон поставляется на суда в стальных баллонах вместимостью 25—65 л, окрашенных серебрином с надписью соответственно «Хладон-12», «Хладон-22» черной краской — для установок с
12

16.

ГЛАВА
II
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ. ИЗОЛЯЦИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ
ПОМЕЩЕНИЙ. ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
4.
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
Для рефрижераторных помещений применяют следующие типы систем охлаждения: непосредственного охлаждения, с промежуточным хладоносителем (рассолом или при плюсовых температурах водой) и воздушную.
В с и с т е м е н е п о с р е д с т в е н н о г о о х л а ж д е н и я тепло охлаждаемого объекта передается непосредственно холодильному агенту, кипящему в испарителе, расположенном в охлаждаемом помещении. Такая система была
рассмотрена ранее (см.
рис. 1). Применяют ее для охлаждения провизионных кладовых
и в установках кондиционирования воздуха.
В системах с промежуточным
хладоносител е м в качестве рабочего тела, передающего холод, применяют
водные растворы солей — рассолы или пресную воду.
Рассольная система охлаждения (рис. 4) работает следующим образом. Рассольный насос РН забирает рассол из испарителя И, расположенного за пределами охлаждаемого трюма, и
подает его в рассольные батареи РБ, находящиеся в рефрижераторном трюме. Рассол, проходя внутри змеевиковых рассольных
батарей, отбирает тепло от охлаждаемого трюма. Нагретый рассол возвращается в испаритель холодильной установки, где отдает тепло кипящему холодильному агенту. Охлажденный в испарителе рассол снова подается насосом в трюм. Таким образом,
рассол выполняет роль переносчика тепла от охлаждаемого трюма к холодильному агенту, кипящему в испарителе. Для уменьшения теплообмена с окружающей средой
наружную поверхность испарителя изолируют.
В качестве рассолов применяют водные растворы хлористого
кальция СаС12 и хлористого натрия КаС1. Используется также
раствор «Рейнхартин» — смесь хлористого магния и хлористого
кальция с присадками.
Для предотвращения замерзания рассола в испарителе его
концентрация должна быть такой, чтобы температура замерзания
рассола в испарителе была на 6—8°С ниже рабочей температуры
кипения агента. Рассол СаС12 замерзает при температуре —55°С,
а рассол КаС1 — при температуре —2Ь2°С. Таким образом, раствор НаС1 можно применять только в холодильных установках с
предельными температурами кипения агента в испарителе от
—13 до —15°С. При более низких температурах кипения применяют растворы СаС12 и «Рейнхартин».
14

17.

В последнее время в холодильной технике нашел применение
водный раствор зтиленгликоля, не замерзающий при температуре
до — 60°С.
Рассолы — агрессивные среды, вызывающие коррозию металлов. Для ослабления коррозионного воздействия на металлы в
рассолы добавляют каустическую соду (из расчета 0,5 кг соды на
каждые 100 кг хлористого кальция) или фосфат натрия (в количестве 1,6 кг на 1 м3 рассола). Если хладоноситель не охлаждается ниже 2°С, то в этом качестве можно применять воду.
В о з д у ш н а я с и с т е м а о х л а ж д е н и я работает п о следующему принципу. Воздух, воспринявший тепло в рефрижераторном трюме, всасывается вентилятором, продувается через воздухоохладители-испарители холодильной машины, где охлаждается
и осушается, отдавая тепло кипящему
холодильному
агенту
(#12 или К22). Из воздухоохладителей воздух поступает в трюм
для охлаждения груза. Рассмотрим наиболее распространенные
типы воздушных систем охлаждения.
Вертикальная система с палубным
воздухораспределительным каналом (рис. 5, а) предусматривает возможность последовательного вентилирования одного или двух
расположенных
друг под другом помещений. Для второго варианта палубу / выполняют перфорированной. Вентиляторы В и воздухоохладители
И-ВО размещают в выгородке трюма, за перегородкой 4. Воздух
вентиляторами В нагнетается в воздухоохладители, где он охлаждается и осушается. Далее холодный воздух поступает в палубный воздухораспределительный канал 5 и оттуда в трюм через отверстия, предусмотренные в палубе 6, по всей
площади
трюма. Из грузового пространства трюма через окно 2 воздух всасывается вентиляторами и снова подается на охлаждение, а затем
в канал 3. Скорость воздуха в трюме регулируется изменением
частоты вращения или отключением отдельных вентиляторов.
Рассмотренная воздушная система применена на рефрижераторных судах «Чапаев» и «Сальвадор Альенде».
В вертикальной воздушной системе типа «Робсон» (теплоход
«Александра Колонтай») воздух вентиляторами В (рис. 5, б) нагнетается через воздухоохладители ВО левого и правого борта в
Забортная
Вода
б
км
и
РБ
РВ
РН
Рис. 4. Рассольная система охлаждения
15

18.

Рис 5 Воздушные системы охлаждения трюмаа — вертикальная с палубным распределительным каналом, б — тип «Робсон»
два бортовых нагнетательных канала 1, расположенных
по
всей площади бортов или твиндека. Отсюда воздух поступает в
воздухораспределительный канал 2, расположенный между палубой и грузовыми решетками. Бортовые воздуховоды снабжены перегородками, обеспечивающими равномерную подачу воздуха ко
всем участкам палубного воздухораспределительного канала. 9
распределительном канале 2 воздух двигается от обоих бортов к
центру трюма, причем по всему пути происходит непрерывное поступление воздуха в трюм через отверстия или специальные щели в палубе. Из трюма нагретый воздух всасывается вентиляторами.
Горизонтальная воздушная система используется обычно для
вентиляции одного помещения. Воздух вентилятором через воздухоохладители подается в бортовой нагнетательный канал, откуда
через отверстия поступает в трюм. Всасывание нагретого воздуха
вентилятором осуществляется через отверстия в боковой стенке
канала другого борта. Такие системы на современных рефрижераторах не црименяют.
Рассмотрим преимущества и недостатки каждой из рассмотренных систем охлаждения. Основным преимуществом системы
16

19.

1
«б*
г
!- непосредственного охлаждения является ее простота» а также
возможность поддерживать заданный температурный режим при
более высокой температуре кипения, так как в этом случае для
теплопередачи необходим перепад температур
(температурный
напор) только между воздухом в охлаждаемом помещении и килящим холодильным агентом. Система более долговечна, чем
другие. Одним из недостатков этой системы является необходимость размещения холодильного агрегата в непосредственной близости от охлаждаемого объекта, так как при большой длине трубопроводов увеличивается опасность утечки хладагента через
неплотности в соединениях трубопроводов, появляющихся в результате постоянной вибрации и качки.
Правилами Регистра СССР запрещено применение аммиачных систем непосредственного охлаждения для рефрижераторных
трюмов. При проектировании рефрижераторных и крупных пассажирских судов холодильные агрегаты и машины стремятся сосредоточить в одном рефрижераторном помещении вблизи машинного отделения. Близость к кингстонам дает возможность укоротить трубы охлаждения конденсатора и предусмотреть резервное
охлаждение от насосов машинного отделения, а установка действующих механизмов и аппаратов в одном помещении—облегчить
наблюдение за ними. В то же время охлаждаемые объекты —
рефрижераторные трюмы или многочисленные групповые кондиционеры (что характерно для крупных пассажирских судов),
обслуживаемые общей холодильной машиной, располагают
в
разных частях судна. В этом варианте для транспортирования холода применяют систему охлаждения с промежуточным холодоносителем (водой, рассолом).
К преимуществам рассольной системы относятся еще и удобство регулирования подачи рассола или воды в охлаждающие аппараты, а следовательно, и регулирования холодопроизводительности; большая аккумуляционная способность системы, позволяющая, не прекращая охлаждения помещений на длительное время, останавливать компрессоры при работающих насосах Однако
рассольная система требует больших капитальных вложений при
той же холодопроизводительности и менее экономична, чем система непосредственного охлаждения. Последнее объясняется тем,
что для поддержания той же температуры охлаждаемого объекта
температура кипения холодильного агента в испарителе должна быть ниже (примерно на 5°С), чем в системе непосредственного охлаждения, из-за необходимости поддерживать температурный напор в двух теплообменных аппаратах: испарителе и батареях рассольного охлаждения. Как дальше будет показано, с понижением температуры кипения агента существенно увеличиваются затраты на получение холода.
Преимуществами системы воздушного охлаждения перед двумя
рассмотренными является обеспечение равномерной температуры
во всем объеме охлаждаемого трюма и его интенсивная вентиляция. Последнее необходимо при перевозке фруктов.
О о -, « „
17

20.

Отвод углекислоты, выделяемой при «дыхании» фруктов
во
время их транспортировки, осуществляется путем периодической
вентиляции трюмов, для чего конструкция воздушных каналов
предусматривает возможность забора наружного воздуха. В трюмах современных рефрижераторов устанавливают
специальные
вентиляционные системы для подвода свежего воздуха.
При перевозке некоторых видов фруктов (например, бананов)
необходимо обеспечить равномерную температуру воздуха по всему объему охлаждаемого трюма, при этом разность температур
воздуха на входе в трюм и выходе из него не должна превышать
+0,5°С.
Равномерность температурного поля по всему объему трюма
обеспечивается увеличением кратности циркуляции воздуха, т. е.
отношением часового объема воздуха, подаваемого в трюм вентиляторами, к объему трюма. При перевозке бананов
величина
кратности циркуляции воздуха достигает 80—100.
Воздушные системы охлаждения современных универсальных
рефрижераторов хорошо приспособлены к изменению режимов
при перевозке разных грузов. Это достигается достаточным резервом холодопроизводительности агрегатов, а также уменьшением кратности циркуляции воздуха при перевозке замороженных
грузов и увеличением ее при перевозке фруктов и охлажденных
грузов. Изменение кратности циркуляции воздуха в трюмах достигается изменением частоты вращения вентиляторов. В ближайшей перспективе продукты будут замораживаться воздухом до
—40°С.
К недостаткам воздушных систем охлаждения относят увеличение общего расхода электроэнергии на производство холода на
25—30% из-за наличия вентиляторов, а также необходимость отводить от воздуха тепло, полученное им при сжатии в вентиляторе, вследствие чего потребная холодолроизводительность установки увеличивается. Ввиду сравнительно большой усушки замороженные продукты перевозят в трюмах в упакованном виде.
5. П Р О В И З И О Н Н Ы Е КЛАДОВЫЕ, ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
И КОНСТРУКЦИИ
Провизионные кладовые.
Для хранения пищевых продуктов,
предназначенных для питания судового экипажа и пассажиров,
служат провизионные кладовые. От назначения кладовой (вида
хранящихся в ней продуктов) зависят ее объем, оборудование,
температурный режим, величина необходимой охлаждающей поверхности, тип автоматических приборов и др.
В Санитарных правилах для морских судов СССР предусмотрено оборудование небольших грузовых судов (вместимостью до
1000 рег. т и буксиров мощностью до 1000 л. с.) не менее чем двумя рефрижераторными кладовыми (одна — для хранения мяса,
рыбы, масла и жиров, другая — овощей и картофеля). Осталь18

21.

Таблица 2
Температурный режим провизионных кладовых, °С
Срок хранения
Кладовая для хранения
продуктов
до 1 лес
от 1 до 3 мес
от 3 до б мес
Мяса
— 12
—10
—8
Рыбы
—10
— 12
—8
Масла и жиров
От —4 до —6 От — 4 до — 6
—2
Яиц и молочных проОт 0 до — 1
От 0 до — 1 От 0 до — 1
дуктов
Овощей
+2
+2
+4
Фруктов
+2
+2

Напитков
+8
+8
+ 10
Мороженого
—18
Разных скоропортящих- От — 2 до — 4 От — 4 до — 6 От — 4 до — 6
ся продуктов (совместное
хранение)
П р и м е ч а н и е . На судне предусматривают кладовую
лируемая температура равна от +5 до +15°С,
размораживания, в которой
свыше
6 мес
—15
—12
-6
1
+2
+2
+6

регу-
ные грузовые морские суда должны иметь провизионные кладовые
для следующих продуктов: мяса — хранение мороженого мяса и
мясных продуктов, рыбы — хранение мороженой рыбы и рыбопродуктов, масла и жиров — хранение животного масла и жиров,
мясокопченостей, колбас и т. д., овощей — хранение свежих овощей, картофеля, сухих продуктов — хранение крупы, муки, сахара, макарон, соли и т. д., а также кладовые расходных продуктов — хранение суточного запаса продуктов, в том числе скоропортящихся. Кладовые для хранения скоропортящихся продуктов
изнутри покрывают теплоизоляцией и обшивают антикоррозийными материалами, стыки и швы пропаивают. Палубы покрывают
керамическими плитками и оборудуют шпигатами.
Температура в провизионных кладовых зависит от их назначения и продолжительности хранения в них продовольствия
(табл. 2).
Изоляционные материалы и конструкции. Основное назначение изоляции — снижать приток тепла в охлаждаемые помещения. Проникающее в охлаждаемые помещения тепло не только вызывает увеличение тепловой нагрузки на холодильную машину,
но и способствует усушке продуктов. Установлено, что каждые
4,2 кДж тепла, проникающего в помещение, имеющее температуру — 18°С,' где хранятся неупакованные пищевые продукты, вызывают испарение с их поверхности 0,15 г влаги, при температуре
—КУС — 26г.
К судовой изоляции предъявляются следующие требования:
высокие теплозащитные свойства. Эти свойства характеризуются малой величиной теплопроводности;
малая объемная масса;
высокая механическая прочность;
19

22.

стойкость к увлажнению. При увлажнении теплоизоляционного материала существенно повышается теплопроводность. Объясняется это тем, что при увлажнении материала его поры заполняются водой, имеющей теплопроводность 0,53 Вт/(м-°С), что
в 23 раза больше теплопроводности воздуха. При понижении
температуры изоляции образовавшаяся в порах вода замерзает.
Теплопроводность льда 2,2 Вт/(м-°С), что почти в 100 раз больше теплопроводности воздуха. Влажный изоляционный материал,
помимо потери теплоизоляционных свойств, быстро теряет механическую прочность и подвергается процессу гниения-;
высокие огнестойкие качества;
легкость обработки в процессе изготовления и монтажа на
судне;
невысокая стоимость.
,
Кроме того, изоляция не должна выделять-запахов и не воспринимать их.
Некоторые основные свойства применяемых изоляционных материалов приведены в табл. 3.
Наиболее высокоэффективными изоляционными материалами
являются пенополиуретаны. Основными исходными продуктами
для их изготовления являются диизоционаты и синтетические смолы. Кроме того, для осуществления технологического процесса и
придания нужных свойств к смоле или диизоционатам добавляют
эмульгаторы и другие компоненты, повышающие огнестойкость и
прочность. Смешение смолы с диизоционатом производят в заранее установленной на месте опалубке. При этом происходит экзотермическая реакция с интенсивным выделением углекислого газа. Материал затвердевает, принимая сложные формы судового
набора, чем значительно облегчается выполнение изоляционных
работ.
Нанесение пенополиуретана на уровне поверхности корпуса
можно осуществлять из пистолета-распылителя. Жесткие и полужесткие пенополиуретаны в процессе их получения хорошо приТаблица 3
Характеристики теплоизоляционных материалов
Судовой изоляционный материал
Альфоль гофрированный
Минераловатная плита
Минеральный войлок
Стекловолокно штапельное
Пеностекло
Пробковая плита
Экспанзитовая плита
Пенопласт ФС-7
Пенопласт ФФ
Ванидур
Пенополиуретан эластичный
20
Плотность, кг/м 3
Теплопроводность ,
Вт/(м.°С)
6
0,058
0,064—0,081
0,046—0,052
0,052
0,093—0,14
0,058
0,058
0,058
0,058
0,093
0,035
250—400
100—200
40—70
200—400
260
180
100
150—180
65
30—60

23.

Воздушная прослойка
Рис. 6. Основные типы конструкций
судовой изоляции:
а — нормальная; б —с воздушной прослойкой; в — с высадками
лишают к металлу, дереву, стеклопластикам, декоративным
материалам и хуже — к масляным, жирным и полированным поверхностям.
В качестве гидроизоляционных материалов применяют пергамин (картон, пропитанный нефтяным битумом), пленку марки
ПТГМ и др.
Особенностью судовой изоляционной конструкции является ее
сложность, связанная с наличием на поверхностях изолируемых
помещений шпангоутов, стрингеров, бимсов, карлингсов и других
элементов набора корпуса судна.
Применяют следующие основные виды изоляционных конструкций: нормальную, с воздушной прослойкой и с высадками (с
обходом профилей судового набора). В нормальной конструкции
изоляции (рис. 6, а) пространство между изолируемой поверхностью / и деревянной обшивкой 3 заполнено изоляционным материалам 2. Деревянные бруски 4 крепят к набору болтами или
шпильками. Такую конструкцию чаще всего применяют для изоляции бортов, палуб и переборок. В конструкции изоляции с воздушной прослойкой (рис. 6, б) изоляционным материалом заполняют только пространство между внутренней и наружной деревянными обшивками, а между изолируемой поверхностью и внутренней деревянной обшивкой остается
воздушная прослойка.
Такую конструкцию применяют для изолирования двойного дна.
Накапливающаяся влага свободно стекает по воздушной прослойке в льяла, откуда откачивается осушительным насосом. По Правилам Регистра СССР при изоляции двойного дна толщина воздушной прослойки должна быть не менее 50 мм. При высоких
профилях набора судна применяют конструкцию изоляции с высадками (рис. 6, в).
Изоляционная конструкция должна
обеспечивать надежную
защиту изоляционного материала от увлажнения, механических
повреждений и проникновения грызунов. Для этого изоляционный
материал зашивают по обрешетнику двумя рядами шпунтованных
досок с проклейкой между ними листового паронепроницаемого
материала.
21

24.

В качестве материалов для паро- и гидроизоляционных покрытий применяют битумы, разные битумные мастики, синтетические
пленки, керамические плитки, рулонные и листовые материалы —
рубероид, пергамин и др. Листовые паро- и гидроизоляционные
материалы наклеивают на ограждения с помощью битума или битумной мастики, а пленочные материалы — с помощью клеев
(эпоксидного, 884, ВИАМ и др.).
С целью предохранения изоляции от грызунов
в отдельных
конструкциях по внешнему слою паро- или гидроизоляции натягивают металлическую сетку и после этого пришивают наружный слой шпунтованных досок. При обшивке внутренней поверхности трюма или кладовой листами из оцинкованного железа или
нержавеющей стали тщательно пропаивают швы между листами.
В этом варианте ограничиваются одним слоем досок без паронепроницаемой бумаги, металлическую сетку не устанавливают.
Такая конструкция уменьшает толщину изоляции и улучшает
санитарные условия хранения продуктов.
Долговечность и надежность работы изоляционной конструкции
зависят от соблюдения технологических требований в процессе
монтажа, а также правил эксплуатации конструкции.
Повреждение изоляционной конструкции в процессе эксплуатации неизбежно приводит к увлажнению и гниению изоляции,
вследствие чего в охлаждаемых помещениях могут появиться посторонние запахи, которые будут восприниматься грузами. Поэтому во время эксплуатации необходимо постоянно следить за состоянием изоляции. Периодическую проверку на увлажнение производят путем взятия проб в тех местах, где увлажнение изоляции
с течением времени является наиболее вероятным. Необходимо
также изолировать холодные трубопроводы и аппараты. При этом
конструкция должна исключать возможность появления влаги
между изолируемой поверхностью и изоляционным материалом,
так как это приводит к увлажнению изоляции, а впоследствии к
образованию свищей в результате коррозии металла.
На рис. 7 показана изоляционная конструкция холодного трубопровода. Для защиты от коррозии наружную поверхность трубопровода тщательно очищают и покрывают слоем горячего битума, который прилипает к трубе, исключая возможность появления
на ней влаги. Два слоя скорлуп из термоизоляционного материала
склеивают с трубопроводом и между собой горячим битумом таким образом, чтобы поперечные и продольные стыки двух слоев
были взаимно смещены.
Наружную поверхность термоизоляции снова покрывают слоем горячего битума, который должен обеспечить ее защиту от увлажнения при работе установки. Далее поверхность изоляции
покрывают асбесто-цементной штукатуркой. Высохшую штукатурку оклеивают мягким брезентом, который затем окрашивают.
Битумную мастику варят в котле вместимостью 0,5—1 м3 при температуре 150—180°С. Приготовление ее на судне, находящемся в
эксплуатации, представляется достаточно сложным. Для приклеи22

25.

вания изоляционных скорлуп и
плит наряду с битумом применяют клей изолит. Он представляет
собой смесь нитроглифталевого
клея в органических растворителях, например этилацетате или
этиловом спирте с активными
наполнителями (портландцементом), волокнистым асбестом и
железным суриком. В этих же целях применяют идитоловый клей.
Время твердения идитолового
клея зависит от
температуры
воздуха и увеличивается при ее
понижении. Поэтому использовать идитоловый клей можно
только при температуре не ниже
Рис. 7. Изоляция холодного трубо+ 10°С.
Изоляцию аппаратов, флан- пР°вода
— изолируемый трубопровод, 2 — слой
цев, клапанов и другой холо- /горячего
битума,
3 — слой асбестоцементной
штукатурки;
4 — скорлупы
дильной арматуры
выполняют
плитного термоизоляционного материала
теми же материалами, которыми
изолируют трубопроводы.
При
этом особое внимание должно быть уделено обеспечению непрерывности всего изоляционного
слоя. Увлажнение
изоляции на трубопроводах обычно начинается у фланцев и клапанов. В этих местах изоляционные работы следует выполнять
с особой тщательностью. В местах окончания изоляционного слоя
(например, фланца всасывающего патрубка компрессора) необходимо обеспечить полное склеивание изоляции с трубопроводом,
исключающее попадание воздуха под изоляцию. Наличие воздуха
между трубопроводом и изоляцией приводит к замерзанию влаги,
сконденсировавшейся на холодной поверхности, и вследствие этого к вспучиванию изоляции.
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ
Тепловую нагрузку холодильной установки рассчитывают для
определения производительности холодильных машин. Тепловая
нагрузка холодильной
установки складывается
из следующих
теплопритоков: проходящих через изолирующие ограждения; связанных с термической обработкой продуктов; эксплуатационных,
связанных с особенностями конструкций охлаждающих систем,
с вентиляцией помещений, работой людей, освещением и т. п.
Количество тепла, подлежащее отводу от каждой кладовой, определяют расчетом.
Тепловая нагрузка холодильной машины — это количество
тепла, которое необходимо отводить в единицу времени.
23

26.

Холодопроизводительность — это количество тепла, которое
холодильная машина может отвести в единицу времени.
Холодопроизводительность установки должна быть достаточной для погашения максимальных теплопритоков, т. е. рассчитана
на наибольшую тепловую нагрузку (полная загрузка кладовых
при плавании в тропических широтах). При переходе в районы с
более низкой температурой теплопритоки будут снижаться и холодильная машина работать с меньшей нагрузкой.
Тепловая нагрузка на приборы охлаждения, установленные в
провизионных кладовых <2тн', Вт, определяется выражением
где Р! — теплоприток, проходящий через ограждения охлаждаемо;
го помещения;
<32 — теплоприток от продуктов при их термической обработке;
<3з — теплоприток, вносимый наружным воздухом при вентиляции охлаждаемого помещения;
(?4 — теплоприток от работающих механизмов и освещения;
(?5 — теплоприток от работающих людей.
Теплоприток ($1 через каждую ограждающую поверхность определяют по основному уравнению теплопередачи
(?1 = ЪР (^нар — /п).
Н — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м 2 -°С);
Р — поверхность ограждения, м2;
4ар — наружная температура, °С;
/п — температура, которая должна быть внутри охлаждаемого помещения, °С.
Температуры /Нар и г"п при расчете принимают в зависимости
от района плавания судна и вида охлаждаемых в кладовой продуктов Температуру неосвещенных поверхностей принимают равной температуре наружного воздуха, а подводных поверхностей —
температуре забортной воды Влияние солнечной радиации учитывают увеличением разности температур 4ар — ^п на величину дополнительного температурного напора А4, вызванного радиацией:
где
где <7с — интенсивность солнечного облучения; для тропических
широт ^с 2принимают: для горизонтальных2 поверхностей
1050 Вт/м ; для вертикальных — 720 Вт/м ;
е — коэффициент поглощения лучистой энергии, зависящий
от материала, равный, например, для белой краски
0,12—0,30, для черной — 0,97—0,99;
«нар — теплоотдача от наружных поверхностей к воздуху
Вт/(м-°С); «нар зависит от скорости'воздуха относительно судна.
24

27.

^
Зная площади поверхностей отдельных участков изолированных ограждений, соответствующие им температурные перепады и
коэффициенты теплопередачи, рассчитывают суммарный теплоприток через наружные ограждения. К этому теплопритоку добавляют
теплопритоки через пиллерсы, промежуточные переборки и т. д. В
итоге полный теплоприток через изолирующие ограждения
2_ V I = ^| УПОВ "Т" РПИЛ "Т" Упер.
Количество тепла, которое необходимо отводить от продукте»
при их термической обработке, определяют по выражению
где
Ог , От — масса соответственно продуктов и тары, кг;
Ст > ст — теплоемкость соответственно продуктов и тары,.
кДж/(кг-°С); принимают по таблицам;
1а — начальная температура продуктов, °С;
1п—заданная температура воздуха в помещении, °С;
а—время охлаждения.
Теплоприток, связанный с вентиляцией С3,
V
24-3600
йвент рнар Ср (Гнар
Гп )>
^пом — объем охлаждаемых помещений, м3;
«вент — число обменов воздуха в сутки (см. табл. 4),
Рнар—плотность наружного воздуха, кг/м 3 ;
Ср —удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг-°С).
Теплопритоки <34 от работающих механизмов и осветительных
приборов слагаются из тепловыделений, эквивалентных мощности, передаваемой воздуху охлаждаемого помещения,
где
4
— Л/

-4— Л^

мех Тмех '
осв Тосв,
где Л^мех» ^осв — мощности механизмов и осветительных приборов, работающих в охлаждаемых помещениях;
•фмех, 'фосв — коэффициенты одновременности работы механизмов и освещения, принимаемые равными от
0,4 до 1,0.
Таблица 4
Число обменов воздуха в камере для разных пищевых продуктов
Продукты
Мясо охлажденное
»
мороженое
Масло
Число обменов
воздуха
в сутки
2—4
1—2
1—2
Продукты
Рыба мороженая
Яйца
Фрукты
Число обменов
воздуха
в сутки
1—2
2—4
2—4
26

28.

Теплоприток от работающих людей
где ^я — тепловыделения одного работающего человека в сутки, Вт;
«л — число работающих людей;
т л — время пребывания людей в охлаждаемых помещениях
в течение суток, ч.
Закончив расчет теплопритоков для каждой кладовой, суммируют теплопритоки всех кладовых.
Прочие теплопритоки, не поддающиеся расчету, связаны в основном с потерей холода и другими причинами. Их учитывают
поправочным коэффициентом /Сд— 1,05-М, 1.
Тепловая нагрузка на холодильную машину
Потребную холодопроиззодительность машины, Вт, определяют
из выражения
где т — время работы компрессоров в течение суток, ч.

29.

ГЛАВА
III
КОМПРЕССОРЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
7.
ПОРШНЕВЫЕ
КОМПРЕССОРЫ
Компрессоры холодильной установки служат для отсасывания
пара агента из испарителя, сжатия и нагнетания его в конденсатор. Для паровых холодильных машин используют следующие типы компрессоров: поршневые, винтовые, ротационные и центробежные. Наиболее широкое применение в холодильных установках
морских транспортных судов получили поршневые компрессоры.
Классификация и принцип действия поршневых компрессоров.
Поршневые компрессоры различают по следующим признакам:
по холодопроизводительности: малые —• до 10000 Вт, средние — от 10000 до 50000 Вт и крупные — свыше 50000 Вт;
по расположению осей и числу цилиндров: вертикальные двухцилиндровые, У-образные четырехцилиндровые; \У-образные шестицилиндровые; УУ-образные восьмицилиндровые; звездообразные
с десятью и большим количеством цилиндров;
по направлению движения пара агента в цилиндре: прямоточные и непрямоточные.
В прямоточном компрессоре (рис. 8, а) всасывающие клапаны
/ расположены в днище поршня, которое выполняют проходным.
Нагнетательные клапаны 2 помещены в крышке цилиндра. Всасывающие и нагнетательные клапаны невозвратного типа. При
ходе поршня вниз давление над поршнем понижается, пар холодильного агента из испарителя через отверстия 4 и всасывающие
клапаны / поступает в пространство над поршнем — происходит
всасывание. При движении поршня вверх всасывающие клапаны
на поршне закрываются и в цилиндре происходит сжатие пара
агента. При дальнейшем повышении давления в цилиндре открываются нагнетательные клапаны 2 и через патрубок 3 пар агента
выталкивается в конденсатор. Ход агента прямой: снизу вверх,
почему компрессор и назван прямоточным. Отверстие 4 не перекрывается поршнем.
Непрямоточные компрессоры могут быть двух видов: с расположением всасывающих 7 и нагнетательных 5 клапанов в общей
клапанной плите (рис. 8, б); при этом пространство под головкой
компрессора разделено глухой перегородкой 6 на полости всасывания и нагнетания, с периферийным расположением всасывающего клапана 7, при этом диаметр клапана больше диаметра цилиндра (рис. 8, в). Непрямоточные компрессоры работают следующим образом: при ходе поршня вниз давление над поршнем понижается и через всасывающий клапан 7 в цилиндр всасывается
27

30.

А
гпТ' к
(\
Рис 8 Схемы работы поршневых холодильных компрессоров1
а — прямоточного, б —• непрямоточного с всасывающим и нагнетательным клапанами
в общей клапанной плите, в — непрямоточного с периферийным расположением всасывающих клапанов
пар агента из испарителя. При ходе поршня вверх происходит
сжатие пара, всасывающий клапан 7 закрывается и, когда давление в цилиндре превысит давление в конденсаторе, пар выталкивается через нагнетательный клапан 5 в конденсатор.
В последнее время применяют в основном непрямоточные
компрессоры с периферийным расположением всасывающего клапана Конструкция этих компрессоров позволяет увеличить проходное сечение клапанов, а следовательно, уменьшить дроссельные потери, применить простейший конструктивный метод регулирования производительности и т п.
По степени герметичности поршневые компрессоры делят на
сальниковые, бессальниковые и герметичные.
Поршневые компрессоры можно подразделить и по ряду других признаков: по конструкции корпуса компрессора (картерные
и блоккартерные), по характеру смазочного устройства (с принудительной смазкой, со смазкой разбрызгиванием, с комбинированной смазкой), по характеру охлаждения (с воздушным и водяным охлаждением) и т. д. В качестве приводных двигателей судовых холодильных компрессоров обычно используют только электродвигатели. Для соединения электродвигателя с компрессором
часто применяют клиноременную передачу, облегчающую монтаж
и позволяющую получить необходимое передаточное число
Каждой конструкции компрессора соответствует своя марка.
Первая буква обозначает название
холодильного агента: Ф —
фреоновый; А — аммиачный; затем указывается расположение цилиндров: В — вертикальный, У-образный, УУ-образный За этими
буквами через дефис дается холодопроизводительносгь в тысячах
килокалорий в час при стандартном температурном режиме, т.е.
/о = 15°С, гк = — 20°С, г п = — 25°С, /вс=—10°С ив размерности указывается ст ккал/ч Например, марка ФВ-6 расшифровывается
следующим образом- фреоновый, вертикальный, холодопроизводительность 6 тыс ккал/ч: марка ФУУ-80 — фреоновый; УУобразный, холодопроизводительностью 80 тыс. ст ккал/ч. Если
28

31.

Леред буквами стоит цифра 22, это означает, что компрессор
предназначен для работы на /?22.
Компрессор ФВ-6. Компрессор (рис. 9) вертикальный, двухцилиндровый, непрямоточный, работает на хладоне-12, /)цил =
=67,5 мм, 5 = 50 мм, холодопроизводительность
6978 Вт
(6000 ст ккал/ч) 1 при 24 с-1 (1440 об/мин)
и 5234 (4500 ст.
ккал/ч) при 16 с- (960 об/мин).
Картер 2, цилиндровый блок 9 и крышка компрессора 15 соединены между собой шпильками и гайками, прокладки 7 — паронитовые. Цилиндровый блок 9 имеет в верхней части ребра 10
для воздушного охлаждения. Вал 1 компрессора двухколенный, с
разворотом шеек под углом 180° вращается в шариковом 3 и роликовом 21 опорных подшипниках. Для предотвращения смещения вала вправо на его торцовой части имеется стальной каленый
шарик 19, который вращается вместе с валом и упирается в сухарь 20. На концевой части 4 вала устанавливают на шпонке и
крепят гайкой 5 шкив клино-ременной передачей от электродвигателя.
Нижняя головка шатуна 8 выполнена разъемной,
вкладыши
подшипника залиты баббитом Верхняя головка — неразъемная,
с бронзовой втулкой. Шатун соединен с поршнем посредством плавающего поршневого пальца 11, который удерживается от осевого перемещения пружинящими кольцами, вставленными в специальные канавки тела поршня. Поршень имеет два уплотнительных 13 и одно маслосъемное 12 кольца.
Смазка в компрессоре осуществляется разбрызгиванием. Для
заливания масла в картер служит пробка 30, а для спуска мас-
Рис 9 Компрессор ФВ 6
29

32.

ла — пробка 22. Для наблюдения за уровнем масла на картере
имеется смотровое стекло 31.
Между цилиндровым блоком 9 и верхней крышкой 15 находится клапанная плита 14, на которой расположены всасывающие
18 и нагнетательные 16 клапаны. Полость всасывания 25 герметично отделена от полости нагнетания 24 перегородкой 17.
Устройство клапанов показано на рис. 10. В клапанной плите
3 имеются сквозные отверстия 4 и 6, перекрываемые пластинами
всасывающих и нагнетательных клапанов. Всасывающие клапаны
2 ленточные, имеют пластины 14 из пружинной стальной ленты
толщиной 0,2 мм. При движении поршня вниз пластины 14 прогибаются вниз в прорезях 13 клапанной плиты, пропуская пар всасываемого агента в полость цилиндра в направлении, показанном
стрелками (сечение В—В на рис. 10).
При движении поршня вверх (давлением из полости цилиндра) пластины 14 всасывающих клапанов выпрямляются и, плотна
прижимаясь к седлу 5, закрывают проход агенту. Иногда
на
каждую пластину клапана укладывают в виде дополнительного
пружинящего элемента вторую пластину, подобную рабочей. Нагнетательные клапаны / пятачковые, имеют
круглые стальные
пластины 7 толщиной 0,4 мм, нагруженные легкой пружиной 8.
При ходе поршня вверх (давлением из цилиндра) пластины
7
поднимаются, сжимая пружину 8, и пропускают пар агента из полости цилиндра через отверстия 6 в полость нагнетания. При обратном ходе поршня пластины опускаются на свои седла под действием разности давлений и усилия пружины 8.
Седлами нагнетательных клапанов служат четыре (по числу
пластин) кольцевых пояска на клапанной плите 3 Для предупреждения бокового смещения во время работы пластина клапана
центруется розеткой 9. Над нагнетательными клапанами имеется
траверса //, которая с помощью буферных пружин 10 прижимает
буфер 12 и розетку 9 к клапанной плите.
При нормальных условиях буферные пружины 10 не работают; они служат для предохранения клапанов от поломки при гидравлических ударах вследствие попадания в цилиндры жидкого
хладона или излишков масла. Компрессоры малой холодопроизводительности данной и ряда других марок отечественного и
зарубежного производства снабжаются всасывающими и нагнетатеаьныги запорными трехходовыми вентилями.
При работе компрессора ФВ-6 (см. рис. 9) пар хладона-12 всасывается из испарителя через всасывающий вентиль 27 и сетчатый фильтр 26. Агент движется вверх в полость всасывания 25 и
через всасывающие клапаны 18 поступает в полость цилиндра. При
ходе поршня вверх всасывающие клапаны закрываются, пар агента сжимается и через нагнетательные клапаны 16 и нагнетательный вентиль 23 выталкивается в конденсатор.
В компрессорах холодильных установок картер всегда сообщается со стороной всасывания компрессора (в данной конструкции
для этого предусмотрен канал 28). Это препятствует повышению30

33.

А~А
12
подъем пластин 7,5мм 5
Рис 10 Клапанная плита в сборе компрессора ФВ 6
давления в картере в результате пропусков через поршневые кольца, и давление в картере остается равным давлению всасывания.
При смазке компрессора разбрызгиванием и при сообщении картера со всасывающей полостью создаются благоприятные условия
для уноса масла паром агента Для уменьшения уноса устанавливают пребку 29 с небольшим отверстием. Канал 28 служит также
для стекания в картер масла, отделившегося от пара хладона.
Герметичность в месте выхода вала обеспечивает сальник 6,
который должен предотвращать утечку агента из картера, также
31

34.

исключить подсос воздуха, когда давление в нем ниже атмосферного. В
крышке сальника (рис. 11) укреплено стальное кольцо 2. Обойма 4 и запрессованное в нее графитовое кольцо 3 вращаются вместе с валом под
действием трения между валом
и
кольцом /
(из фреономаслостойкой
резины), плотно вставленным в обойму 4. Пружина 5 вращается вместе
с валом и прижимает
графитовое
кольцо 3 к неподвижному стальному
кольцу.
Герметичность картера обеспечивается с одной стороны плотным прилеганием притертых на плите поверхностей стального 2 и графитового 3
колец, а с другой стороны плотным
прилеганием резинового кольца 1 к
валу и к обойме 4.
Рис 11
Сальник с графитометаллическими кольцами треКомпрессоры ФВ-6 широко приме1
ни*
няют для охлаждения провизионных
кладовых. На базе той же поршневой
группы выполнены
компрессоры других марок
(см. табл. 5).
Компрессор ФУУ-80РЭ. Компрессор непрямоточный с УУ-образным расположением цилиндров, Оцпл = 101,6 мм, 5=70 мм, работает на хладоне-12, п = 24 с^1 (1440об/мин), холодопроизводительность 188,4 кВт (162 тыс. ккал/ч) при /0 = 5°С, *К — 35°С. В
блок-картер 3 (рис. 12) запрессованы чугунные цилиндровые
втулки 4. Поршни непроходные. Коленчатый вал двухколенный,
с противовесами 7, вращается в двух подшипниках качения. Кривошипы расположены под углом 180°. На каждой рамовой шейке
вала закреплены четыре шатуна двутаврового сечения. Нижние
головки шатуна разъемные с вкладышами, залитыми баббитом.
Верхние головки неразъемные с запрессованными
бронзовыми
'втулками для плавающих стальных пальцев. Всасывающие 5 и
нагнетательные 6 полости парных цилиндров объединены каждая
своим коллектором Обе полости имеют встроенные запорные вентили. Между нагнетательной и всасывающей полостями находится
предохранительный клапан. Картер имеет переднюю 2 и две боковые крышки. В связи с более высокими удельными нагрузками на
подшипники применена комбинированная смазка: шестеренный
масляный насос /, приводимый во вращение коленчатым валом через шестерни, забирает масло из нижней части картера через приемный сетчатый фильтр // и подает его на поверхности кривошипных шеек.
Одновременно через фильтр тонкой очистки 10 по наружной трубе 8 масло поступает на укупорку и смазывание колец сальника 9 Для регулирования давления в смазочной системе
32

35.

имеется перепускной клапан, сбрасывающий избыток масла
в
картер. Остальные трущиеся поверхности смазываются разбрызгиванием. Для наблюдения за уровнем масла на боковой крышке
картера имеется смотровое стекло. Масло, принесенное хладоном
из испарителя, стекает в картер так же, как в компрессоре ФВ-6.
Основной особенностью конструкции компрессора является наличие устройства для автоматического регулирования холодопроизводительности. Для этого компрессор снабжен электромагнитным устройством, размещенным в едином конструктивном узле
со всасывающим и нагнетательным клапанами (рис. 13). Отверстия 7 для прохода пара хладона в цилиндр, которые выполнены
в цилиндровой втулке 9 (вмонтированной в блок-картер 8) и седле 6 всасывающего клапана, перекрываются кольцевой пластиной
11 всасывающего клапана. Пластина прижимается к седлу 6
пружинами 4, которые упираются в латунное кольцо-упор 5. В
корпусе 13 расположены также пластины 12 семи нагнетательных клапанов, по конструкции не отличающихся от рассмотрен-
Рис 12 Компрессор ФУУ-80РЭ
2—5247
33

36.

Рис. 13. Устройство для отжима всасывающих клапанов компрессоров ФУ-40РЭ
и ФУУ-80РЭ
ных на рис. 10. При движении поршня 14 вниз пластина / / всасывающего клапана под действием разности давлений поднимается (высота подъема 2,8—3,0 мм) и пропускает пар из общей
полости всасывания компрессора в цилиндр. При обратном ходе
поршня пластина 11 опускается на седло 6, поднимаются пластины 12 нагнетательных клапанов (высота подъема 1,1—1,5 мм)
и пар выталкивателя в конденсатор.
Над пластиной 11 в корпус 13 встроена обмотка 3, один конец которой впаян в корпус, а другой подведен к выводу 1, изолированному от корпуса текстолитовой втулкой 2. Полюсными
наконечниками являются стальные зубцы 10. При подаче
импульса (напряжение 24 В) в обмотке 3 возникают электромагнитные силы, которые поднимают и прижимают пластину 11 к
зубцам 10. Таким образом осуществляется отключение цилиндра, так как поршень не сжимает пар, а выталкивает его обратно
во всасывающую полость. При снятии этого напряжения (и подаче напряжения размагничивания 6 В) пластина // опускается
на свое седло и цилиндр снова включается в работу. Так регулируется холодопроизводительность — методом отжима всасывающих клапанов электромагнитным устройством (РЭ — в марке
компрессора регулирование электромагнитное).
При отключении одной пары цилиндров
холодопроизводительность компрессоров снижается до 75% номинальной, при отключении второй пары цилиндров — до 50%, третьей — до 25%.
Для обеспечения полной автоматической
разгрузки пуска
электромагнитные клапаны установлены на всех цилиндрах и
подача напряжения 24 В на все катушки уменьшает до минимума момент сопротивлений при пуске электродвигателя и обеспе34

37.

чивает минимальную нагрузку на подшипники компрессора, еще
не получившие обильного смазывания.
В процессе эксплуатации компрессора неоднократно отмечались случаи поломок узла нагнетательного клапана
12
(см.
рис. 13). Для уменьшения тяжелых последствий такой поломки
компрессор снабжают клапанной плитой измененной контрукции, в частности сверление нагнетательного клапана выполняют
не единым, как показано на рис. 13, а в виде мелких отверстий.
Это исключает попадание поломанных частей клапанного узла
в полость цилиндра.
Компрессоры ФУУ-80РЭ и ФУ-40РЭ построены на базе компрессоров ФУУ-80 и ФУ-40 и отличаются от последних наличием
электромагнитных клапанов.
Компрессоры типа 8МС. Широкое распространение на судах
морского флота получили четырех-, шести- и восьмицилиндровые компрессоры датской фирмы «Сабро» типа5МС-100 (табл. б).
Компрессоры непрямоточные,
имеют сходную конструкцию,
приспособлены для работы на хладоне-12, хладоне-22 и аммиаке.
Для примера рассмотрим
шестицилиндровый
компрессор
5М.С6-100 (рис. 14). Компрессор Ш-образный, с тремя расположенными под углом рядами цилиндров — по два цилиндра в
каждом ряду.
Двухколенный вал компрессора соединен с электродвигателем
клиноременной передачей или эластичной соединительной муфтой.
На каждой шейке вала находится по три шатуна. На блок-картере имеются съемные крышки 3, 6, 14 и 39. Для контроля за
уровнем масла сделано смотровое стекло 38. Вентиль / используется для осушения картера и добавления масла в картер компрессора. Крышки цилиндров 14 охлаждаются водой, циркулирующей в полостях 15.
Каждый цилиндр имеет по одному всасывающему 36 и одному нагнетательному 35 клапану. Всасывающий клапан 36 кольцевой (деталь Г на рис. 15). Нагнетательный клапан 35 также
кольцевой. Клапаны 35 и 36 нагружены несколькими
легкими
пружинами, расположенными по окружности клапанов. Цилиндры компрессора имеют ложные крышки 34, удерживаемые
в
нижнем положении буферными пружинами 18.
При работе машины агент всасывается в компрессор через
всасывающий вентиль 8, сетчатый фильтр и всасывающую полость 10, общую для всех цилиндров. При ходе поршня вниз всасывающий клапан 36 поднимается и пропускает агент в цилиндр.
При ходе поршня вверх всасывающий клапан опускается и сжатый агент через нагнетательный клапан 35 выталкивается в полость нагнетания 17, а оттуда по трубопроводу 27 через общую
нагнетательную трубу 24 и вентиль 23 направляется в конденсатор.
На перемычке 9 между нагнетательным и всасывающим трубопроводами компрессора установлен предохранительный клапан 7.
2*
35

38.

Таблица 5
Характеристики отечественных поршневых фреоновых компрессоров
Марка
компрессора
Ход" агента,
Число
уплотнение
цилиндров
вала
Диаметр
цилиндра
О цил , мм
Ход
поршня 5,
мм
Частота
вращения,
—1
с (об/мин)
Холодопроизводительность, Вт
(ккал/ч), при работе на 7?12'
; 0 =-15°С
г к = зо°с
*о ^^ 5° О
ек = 35°с
М
Мощность
электродвигателя, кВт
8
Ч
и
«3
&С.
«м
ФГ-1,1
пг
2
36,0
27
24 (1440)
1279 (1100)

0,55
32
ФГ-1,8
»
2
50,0
24
24 (1440)
2093 (1800)

0,90
36
ФГ-2,8
»
2
50,0
35
24 (1440)
3256 (2800)

1,40
55
ФГП-2,2
»
1
42,0
26
23 (1370)

2442 (2100)2
0,75
30
ФГП-4,5
»
2
42,0
26
23 (1400)

5117 (4400)2
1,40
35
ФГП-9,0
»
4
42,0
26
23 (1400)

9886 (8500)2
2,70
50
ФГП-14,0
»
4
50,0
30
24 (1410)

16282 (14000)2
4,90
70
ФВ-6
п
2
67,5
50
16 (960)
5234 (4500)
10467 (9000)
4,50
45
ФВ-6
»
2
67,5
50
24 (1440)
6978 (6000)
13956 (12000)
4,50
45
ФУ-12
»
4
67,5
50
16 (960)
10467 (9000)
20934 (18000)
3,90
80
ФВБС-4
ПБ
2
67,5
50
16 (960)
5234 (4500)

2,1
133
ФВБС-6
>
2
67,5
50
24 (1440)
6978 (6000)
15701 (13500)
4,5
148
2ФУБС-9
ФУБС-9)
»
4
67,5
50
16 (960)
10700 (9200)
20934 (18000)
5,0
235
2ФУБС-12
(ФУБС-12)
»
4
67,5
50
24 (1440)
13957 (12000)
30238 (26000)
6,5
210

39.

2ФУУБС-18
(ФУУБС-18)
ПБ
8
67,5
50
16 (960)
20934 (18000)
44194 (38000)
10,0
2ФУУБС-25
»
8
67,5
50
24 (1440)
29075 (25000)
60476 (52000)
13,0
ФВ-12
ППр
2
100,0
80
16 (960)
14886 (12800)

10,0
ФУ-25
»
4
100,0
80
16 (960)
29075 (25000)
69780 (60000)
20
ФВ-20
П
2
101,6
70
15,9 (955)
18026 (15500)
38960 (33500)
11
ФУ-40
»
4
101,6
70
16 (960)
34890 (30000)
72106 (62000)
19
ФУ-40
»
4
101,6
70
24 (1440)
46520 (40000) 104670 (90000)
32
ФУ-40РЭ
ПРП
4
101,6
70
16 (960)
34800 (30000)
69780 (60000)
19
ФУ-40РЭ
»
4
101,6
70
24 (1440)
50009 (43000) 102344 (88000)
32
ФУУ-80
П
8
101,6
70
16 (960)
69780 (60000) 139560 (120000)
42
ФУУ-80
»
8
101,6
70
?4 (1440)
93040 (80000) 209340 (180000)
55
ПРП
8
101,6
70
24 (1440)
97692 (84000) 188400 (162000)
55
ФУУ-80РЭ
1
2
Фактические величины могут отличаться на величину допуска 3:5-5-7%
При I, =5°С; < К =40°С.
Условные обозначения П — поршневой непрямоточный сальниковый ПГ — поршневой непрямоточный герметичный, ПБ — поршневой не
прямоточный бессальниковый, ППр — поршневой прямоточный сальниковый, ПРП — поршневой непрямоточный сальниковый с регулируемой
холодопроизводителлностью
3

40.

Рис. 14. Компрессор 5МС6-100

41.

Таблица 6
Характеристики компрессоров типа 5МС фирмы «Сабро»
03
О
Марка
компрессора
5МС4-100
5МС6-100
5МС8-100
1
д
Ч
о
ч
о
я
4
6
8
Ч
Я
я
И И
чС
100
100
100
Холодопроизводительность, кВт
(тыс. к к а л / ч ) , при работе на
3
К
1
о
с
Частота
вращения,

1 (об/мин)
с
о
X
80
80
80
20 (1200)
20 (1200)
20 (1200)
(в ^= О С
(к = 33°С
/П = 25°С
111,6 (96)
167,5 (144)
113,3 (192)
К22
(„=— 10°С
1 = 25°С
/„=10-0
111,6 (96)
167,5 (144)
223,3 (192)
Компрессор смазывается навешенным шестеренным насосом
2, который забирает масло из картера через фильтр 33 и по трубе 32 подает его в полость сальника 31, а оттуда по сверлениям
в валу — на шейки и далее по шатунам — к поршневым пальцам. Давление в системе регулируется натяжением пружины перепускного клапана 30. Сальник компрессора имеет кольца трения, он работает с масляным затвором. Герметичность обеспечивается, с одной стороны, плотным прилеганием вращающегося с
валом графитового кольца к неподвижному чугунному кольцу
(прижимается пружиной), а с другой —• плотной посадкой этих
деталей на упругие кольца из специальной резины.
Конструкцией компрессора предусмотрена возможность регулирования его производительности путем выключения отдельных
парных цилиндров. Для этого компрессор имеет регулятор и механизм отжима пластин всасывающих клапанов.
При подаче через отверстие 29 в цилиндр А масла под давлением поршень 26 через тарелку 28 сжимает пружину 25, перемещается влево и смещает в ту же сторону шток 22 и прочно соединенную с ним тягу 20. Упор 13 поворачивает против часовой
стрелки рычаг 12 относительно оси 11 шарнирного
соединения.
Кольцо 16 под действием сжатых пружин 19 опускается, а толкатели 37 освобождают всасывающий клапан 36, что обеспечивает
нормальную работу цилиндра. То же самое происходит во втором
цилиндре данного блока.
При прекращении подачи масла в исполнительный цилиндр А
поршень 26, шток 22 и тяга 20 под действием сжатой пружины 25
перемещаются вправо. Правый конец пружины 21 прикреплен к
тяге 20, поэтому при ее перемещении вправо пружина 21 растягивается и поворачивает по часовой стрелке рычаги 12, которые своим концом подают вверх кольца 16. Пружины 19 сжимаются, а
толкатели 37 приподнимают всасывающие клапаны 36 и удерживают их в открытом положении, обеспечивая выключение двух цилиндров.
Принципиальная схема регулирования
производительности
компрессора дана на рис. 15. В корпус регулятора 4 масло пода39

42.

г
Рис. 15. Принципиальная схема регулирования холодопроизводительности компрессора типа 5МС (обозначения позиций соответствуют рис. 14)
ется под давлением из полости сальника 31 компрессора. В зависимости от положения золотника регулятора исполнительные цилиндры А, Б и В могут сообщаться с напорным масляным трубопроводом смазочной системы или с картером компрессора, где
более низкое давление.
В положении, показанном на схеме, масло подается в исполнительные цилиндры Б и В, а цилиндр А сообщен
с картером.
Следовательно, четыре цилиндра компрессора нормально работают, а два выключены;
при этом производительность компрессора
2
составляет /з номинальной. Изменяя положение золотника 40
регулятора, можно обеспечить работу компрессора с максимальной производительностью и с производительностью, составляющей
2
/з и !/з номинальной. Золотник регулятора 4 (см. рис. 14) перемещают вручную рукояткой 5, ориентируясь по шкале. С момента
пуска компрессора и до того, как в смазочной системе поднимается давление, всасывающие клапаны остаются приподнятыми, а
цилиндры — выключенными. Это уменьшает момент сопротивления при пуске электродвигателя и обеспечивает минимальную нагрузку на подшипники компрессора. Из этих достаточно важных
соображений каждая пара цилиндров компрессора
снабжается
механизмом разгрузки, однако в процессе регулирования холодопроизводительности достаточно управлять работой только части
цилиндров. Так, у четырехцилиндрового компрессора в процессе
регулирования отключаются одна, а у шести- и восьмицилиндрового — две пары цилиндров.
Регулирование производительности компрессоров на большинстве судов осуществляется автоматически (см. § 33).
40

43.

Компрессоры типа 5МС применяют на судах в основном для
обеспечения летнего режима работы системы кондиционирования.
На судах иностранной постройки для обеспечения летнего кондиционирования применяют также поршневые компрессоры типа
РА шведской фирмы «Стал». Компрессоры непрямоточные, работают на Я12, выполнены трех-, шести- и девятицилиндровыми.
Диаметр и ход поршня равны 120 мм у трехцилиндровых и 148мм
у шести- и девятицилиндровых машин. Частота вращения соответственно 9,68с"1 (580 об/мин) и 8,35с"1 (500 об/мин), холодопроизводительность
при
стандартных
условиях
34,08 кВт
(29300 ккал/ч) у трехцилиндровых, 123,7 кВт (106 тыс. ккал/ч)
у шестицилиндровых и 176,7 кВт (151 тыс. ккал/ч) у девятицилиндровых компрессоров. Смазка комбинированная. Охлаждение
цилиндров воздушное. Предусмотрено автоматическое регулирование холодопроизводительности (см. § 33).
Компрессоры типа ХД и КД. На судах, построенных в Польской Народной Республике, для охлаждения провизионных кладовых установлены компрессоры типа ХД68 и ЙД68
(табл. 7).
Компрессоры непрямоточные, смазка комбинированная; подшипники шеек коленчатого вала и сальники смазываются под давлением от навешенного шестеренного насоса, поршневые пальцы
и цилиндры — разбрызгиванием. Поршни выполнены из алюминия, имеют по два ушютнительных и одному маслосъемному кольцу. Компрессор типа ХД68 работает на К12 и имеет воздушное
охлаждение. Компрессор КД68 предназначен для работы на К22
и ввиду более высокой температуры конца сжатия имеет водяное
охлаждение головок цилиндров. Компрессоры снабжены предохранительным клапаном, срабатывающим при повышении сверх установленной разности давлений нагнетания и всасывания. При этом
тарелка предохранительного клапана поднимается, стержень клапана зависает на зацепе и тарелка остается зафиксированной в
открытом положении, пропуская пар из нагнетательной стороны
во всасывающую; при уменьшении разности давлений ниже устаТаблица 7
2ХД68А
4ХД68А
8ХД68
4КД68А
'*!
||
Ход поршня,
мм
Марка
компрессора
Диаметр
цилиндра, мн
Характеристики компрессоров типа ХД68 и РД68
2
2
4
4
8
8
4
4
68
68
68
68
68
68
68
68
45
45
45
45
45
45
45
45
В
Частота вращения,
с~' (об/мин)
Холодопроизводительность, Вт
(ккал/ч) при (, = — 15°С; 1К = 40°С;
/ вс = 20°С и при работе на
#12
15,8 (945)
24,0 (1440)
16,0 (960)
24,1 (1445)
16,2 (970)
24,2 (1450)
15,9 (950)
24,2 (1450)
|
#22
5868 (3600)
6397
8606
13026
17212
26051
(5500)
(7400)
(11200)
(14800)
(22400)
11900 (13840)
18000 (20934)
41

44.

3
/
1
0
1 2
II
1 0
Рис 16 Клапанная плита (в сборе) компрессоров типа ХД и КД
новленной клапан остается открытым, а производительность компрессора резко падает (что при наличии системы аварийной сигнализации должно привлечь внимание обслуживающего персонала к
возникшей неисправности). После выяснения причины, вызвавшей
срабатывание клапана, закрывают всасывающий и нагнетательный вентили компрессора, отворачивают верхнюю пробку клапана
и, нажимая отверткой, отводят зацеп, освобождая клапан.
На клапанной плите 10 (рис 16) имеются кольцевые пластинчатые рабочие клапаны компрессора: всасывающий 2 и нагнетательный /. Нагнетательные клапаны амортизированы от гидравлических ударов во время работы компрессора пружинами 4. Хладон всасывается в цилиндры компрессора через полость 11 и отверстия 12 и нагнетается через отверстия 13 и полость 9. Четырех- и восьмицилиндровые компрессоры снабжены также устройством для разгрузки и регулирования холодопроизводительности
путем принудительного отжима всасывающих клапанов. От момента пуска компрессора до того, как давление нагнетания масляного насоса превысит натяжение пружины 6, пластинки всасывающих клапанов под действием этой пружины отжаты вниз, обеспечивая разгрузку компрессора. В последующем под действием
растущего давления масла, нагнетаемого насосом в полость 8, поршень 5, держатель 7 с толкателями 3 поднимаются вверх, освобождают всасывающие клапаны, и цилиндры включаются в работу
Холодопроизводительность компрессора (50 или 75%) в процессе работы можно изменять вручную посредством регулировочного вентиля. Устройство последнего позволяет сообщать механизм отжима клапанов с напорной стороной масляного насоса либо с картером компрессора, куда сливается масло при отжиме
клапанов Более широкое распространение получил вариант автоматического управления системой отключения цилиндров.
42

45.

8.
БЕССАЛЬНИКОВЫЕ
И
ГЕРМЕТИЧНЫЕ
КОМПРЕССОРЫ
Наиболее уязвимым узлом сальниковых компрессоров считается уплотнение коленчатого вала. Даже самые совершенные конструкции сальников не обеспечивают полной герметичности картера компрессора и не исключают утечки хладона.
Современным считается тип поршневого компрессора со встроенным в картер электродвигателем. В этой конструкции отпадает
необходимость в сальнике, машина становится легкой, компактной и бесшумной при работе. К таким относятся герметичные и
бессальниковые компрессоры. Деление это чисто условное, ибо и
те и другие имеют встроенный электродвигатель и не имеют сальника. Различие между ними заключается в том, что герметичный
компрессор имеет корпус, состоящий из двух половин обычно сваренных между собой. Корпус же бессальникового компрессора
имеет несколько съемных крышек.
Бессальниковые компрессоры. Отечественные бессальниковые
непрямоточные компрессоры ФВБС, ФУБС и ФУУБС (см. табл. 5)
имеют унифицированную с компрессором ФВ-6 поршневую группу,
клапанное устройство и ряд других деталей.
Компрессоры 2ФУБС-12 и 2ФУБС-9 (рис. 17) четырехцилиндровые, У-образные с углом развала цилиндров 90°, бессальниковые О — 67,5 мм, 5 = 70 мм. Холодопроизводительность при
17

15
1"
3-
1?
Рис 17 Компрессоры 2ФУБС 12 и 2ФУБС 9
43

46.

работе1 на хладоне-12: 2ФУБС-12 13956 Вт (12000 ст. ккал/ч) при
24 с- ; 2ФУБС-9
10700 Вт (9200 ст. ккал/ч) при 16 с~*
(960 об/мин).
Блок цилиндров и картер компрессора отлиты воедино и образуют блок-картер 6, удлиненный в сторону электродвигателя. В
блок-картер запрессованы цилиндровые втулки. Коленчатый вал
двухколенный, опирается на сферический
12 и роликовый 15
подшипники. Шатунные шейки расположены под углом 180°. На
каждой шейке закреплено два шатуна. На консольную часть вала насажен ротор // электродвигателя, выполняющий одновременно роль маховика. Внутри блок-картера посредством двух
штифтов закреплен статор 10 электродвигателя. На боковой стенке картера имеется вывод, к которому присоединяются с одной
стороны выводные концы электродвигателя, встроенного в компрессор, а с другой — кабель от питающей сети.
Смазка компрессора комбинированная. Шестеренный насос 16
утопленного типа, связан с коленчатым валом приводными шестернями 2 и /. Масло забирается насосом 16 из картера через
фильтр 14, нагнетается по трубке в ложный подшипник 5 и из
него через сверления в коленчатом валу поступает к нижнимшатунным головкам. Давление масла регулируется перепускным
клапаном, укрепленным на ложном подшипнике.
Зеркало цилиндров, поршни, подшипники качения
смазываются маслом,
разбрызгиваемым противовесами 13.
Для осмотра, разборки и ремонта предусмотрены
съемные
крышки: передняя 17, верхняя 5, задняя 9 и две боковые
со
встроенными стеклами для контроля за уровнем масла в картере. На переднем фланце блок-картера имеется пробка для слива масла (на рис. 17 не показана).
При работе компрессора пар хладона
из испарителя через;
всасывающий вентиль 7 и сетчатый фильтр 8 поступает в полость электродвигателя и далее во всасывающую полость верхней крышки 5. Оттуда пар агента попадает в цилиндры, а затем
через нагнетательные клапаны и нагнетательный вентиль 4 компрессора подается в конденсатор.
Электродвигатель охлаждается холодным всасываемым паром
хладона, который при этом значительно перегревается. Для изготовления электродвигателей применяют материалы, стойкие к
действию хладона и масла.
Весь ряд бессальниковых компрессоров надежно работает на
К12 и Е22 в достаточно широком диапазоне температур. Бессальниковые компрессоры еще не получили заметного распространения на морских судах. Объясняется это повышенными требованиями к чистоте и сухости циркулирующего в системе масла и
хладона, а также недостаточной надежностью изоляции обмоток электродвигателя компрессора.
Устранение этих недостатков и внедрение конструктивных решений, обеспечивающих легкость ремонта и замены отдельных
44

47.

частей машины (в том числе статора электродвигателя), позволит широко использовать эти компрессоры на судах.
Герметичные компрессоры. Имеют наружный герметичный
корпус, состоящий из двух стальных половин, соединенных сваркой. Для герметичных компрессоров характерно вертикальное
расположение вала, причем электродвигатель находится выше
компрессора. Такая компоновка улучшает условия работы электродвигателя, так как на него попадает меньше масла. Герметичные компрессоры применяют в домашних холодильниках для
охлаждения небольших провизионных шкафов. Ряд герметичных компрессоров типа ФГП, работающих на К.22, разработан
для автономных кондиционеров типа «Нептун». Компрессоры (см.
табл. 5) унифицированы по шатунно-поршневым группам (поршень, палец и шатун)
и газораспределительным устройствам
(клапанные доски, всасывающие и нагнетательные клапаны
и
головки цилиндров).
На рис. 18 показан компрессор марки ФГП-14, четырехцилиндровый с крестообразным расположением
цилиндров, Д,ил =
= 50 мм, 5=30 мм, п=23,4 с-1 (1400 об/мин), холодопроизводительность при ^0 = 5°С, ^К==400С равна 16,3 кВт (14 тыс. ккал/ч),
габаритные размеры (мм) 336X336X398. Блок-картер 11 представляет собой отливку из алюминиево-магниевого сплава, включающую цилиндры, верхний и нижний подшипники эксцентрикового вала / и посадочные места под статор электродвигателя 9.
Двухэксцентриковый вал 1 стальной, цементированный
имеет
две коренные и одну шатунную шейки. Верхняя шейка переходит в консольную часть, на которую насажен ротор электродвигателя /. Шатунная шейка вала уравновешена двумя противовесами 2 и 3. Поршень 4 стальной, по цилиндрической поверхности
хромирован для повышения износоустойчивости. Поршень соединен с шатуном посредством стального пальца.
Масло к трущимся поверхностям подается следующим образом. Через фильтр 15 по осевому отверстию вала 1 масло
из
картера поднимается на небольшую высоту, а затем через радиальные отверстия под действием центробежной силы, создающей
напор, подается в два вертикальных канала 16. По одному из
каналов масло подается для смазывания эксцентриков, по другому — к коренным подшипникам вала, имеющего спиральные
канавки. Клапанные плиты 14 имеют отверстия с кольцевыми
седлами для всасывающих и нагнетательных клапанов пластинчатого типа. Головки цилиндров, правая 13 и левая 5, изготовлены из легкого сплава, имеют перемычки, разделяющие полости
всасывания и нагнетания. Герметичный корпус состоит из верхней 10 и нижней 6 частей.
Компрессор установлен внутри корпуса на пружинных подвесках — амортизаторах (с резиновыми демпфирующими прокладками), опирающихся на лапы нижней части корпуса. В верхней части корпуса имеется выводная коробка.
45

48.

Рис 18, Компрессор ФГП-14
При работе компрессора холодый пар хладона из испарителя
через всасывающий вентиль и патрубок 8 попадает в верхнюю
полость корпуса, охлаждает электродвигатель и через открытые
трубки 12 всасывается в цилиндры компрессора. Из цилиндров
пар нагнетается в общий глушитель и далее через нагнетательный патрубок 7 и нагнетательный вентиль — в конденсатор.
Герметичность корпуса, крепление компрессора на амортизаторах, наличие глушителя обеспечивают практически бесшумную
работу машины, что является необходимым качеством для компрессоров, работающих в обитаемых помещениях.
Кроме того,
герметичные машины надежны в эксплуатации, невелики по размерам и массе, имеют хорошие энергетические показатели, однако ремонту в судовых условиях не подлежат. С точки зрения
повышения показателей ремонтопригодности перспективным счи'тэется использование
на судах экранированных
герметичных
компрессоров ФГЭ, освоенных отечественной промышленностью.
Их отличительной особенностью является съемный статор электродвигателя, который вынесен из фреоновой полости компрессора и отделен от ротора электродвигателя экраном — тонкой
перегородкой из легированной стали, что облегчает ремонт электродвигателя.
Все рассмотренные поршневые компрессоры являются непрямоточными. На судах отечественной постройки в качестве компрессоров провизионных рефрижераторных установок применяют
также прямоточные компрессоры марок ФВ12, ФУ25 и др. (основные данные см. в табл. 5),
46

49.

К недостаткам конструкции прямоточных компрессоров относится наличие тяжелого, сложной конструкции поршня, в котором установлены всасывающие ленточные клапаны. Ввиду большой массы поршня увеличиваются силы инерции,
ухудшается
уравновешенность машины, увеличивается трение, что препятствует увеличению частоты вращения вала компрессора.
Кроме
того, конструкция прямоточного компрессора исключает возможность применения наиболее простого способа регулирования производительности —• отжимом всасывающих клапанов.
В настоящее время производство прямоточных
фреоновых
компрессоров прекращено.
Холодильные поршневые компрессоры как на судах, так и на
берегу являются основным оборудованием для получения холода
в количестве менее 406 кВт (350 тыс. ккал/ч), так как не имеют
себе равных по энергетическим характеристикам в этой области.
Для судовых установок предпочтение отдано
непрямоточным
компрессорам, позволяющим применение удобной системы регулирования холодопроизводительности. Большим
достижением
явилась разработка отечественных компрессоров,
снабженных
оригинальной системой электромагнитного регулирования холодопроизводительности.
В научно-исследовательских институтах и проектных организациях постоянно ведут работы по дальнейшему совершенствованию конструкций поршневых компрессоров, по увеличению их
надежности и моторесурса. Планируется более широкое использование для изготовления частей компрессора легких, прочных
и коррозийно-устойчивых сплавов. Расширяется диапазон производительности герметичных и бессальниковых компрессоров. Решается проблема замены чугунных поршневых колец кольцами
из материалов, обладающих лучшими свойствами. В настоящее
время успешно прошла испытания термостабилизированная литьевая композиция (ТУ 26-12-428—76) на основе капроновой смолы, наполненной графитом.
В то же время неустранимыми остаются общие недостатки
поршневых компрессоров: тихоходность из-за наличия возвратнопоступательно-движущихся частей, сложность, связанная с наличием шатунно-поршневой группы и клапанов и др. Учитывая,
что возможности 'дальнейшего существенного улучшения конструкции поршневых компрессоров постепенно
исчерпываются,
встает задача создания и внедрения на суда компрессоров, не
имеющих их недостатков. К таким могут быть отнесены получающие все большее распространение винтовые компрессоры.
9.
ВИНТОВЫЕ
КОМПРЕССОРЫ
Классификация и принцип работы. В корпусе компрессора
размещены два ротора-винта 1 и 4 (рис. 19), представляющие собой цилиндрические косозубые крупномодульные шес47

50.

Рис. 19 Винтовой компрессор.
а, б, в, г — положение винтов,
д — расположение всасывающего и нагнетательного окон
терни с зубьями специального профиля. Ведущий винт 1, соединенный муфтой с электродвигателем, имеет
четыре выпуклых
широких зуба. Ведомый винт 4 — шесть тонких зубьев. Каждый
зуб делает по длине винта меньше одного витка. Ведущий винт
имеет большую частоту вращения, чем ведомый (наиболее часто
применяют передаточное число 3:2, возможны и другие варианты). Обороты компрессора принято считать по ведущему ротору.
В зависимости от способа передачи вращения
от ведущего
винта к ведомому компрессоры бывают двух типов:
1) с синхронизирующими шестернями (показан на рис. 19).
Шестерни 2 и 3 передают вращение от ведущего винта 1 к ведомому 4 и исключают взаимное касание
поверхностей винтов.
Шестерня ведомого вала 3 имеет соответственно передаточному
числу больший диаметр;
2) с непосредственным зацеплением винтов (без синхронизирующих шестерен).
В современных конструкциях морских компрессоров предпочтение отдано второму варианту. Рассмотрим принцип действия
винтового компрессора: при вращении винтов на стороне выхода
зубьев из зацепления постепенно, начиная от переднего торца
винтов, освобождаются впадины между зубьями. Ввиду того что
48

51.

зацепление зубьев в процессе вращения передвигается от стороны всасывания в сторону нагнетания, объем впадин увеличивается, а давление в них снижается, чем создаются условия для
всасывания пара агента из полости всасывания компрессора через окно 5 (на рис. 19, д заштриховано), расположенное в передней крышке корпуса компрессора. В тот момент, когда впадины освободятся на противоположном конце винтов от заполняющих их зубьев, объем их достигает максимальной величины.
После пересечения кромок окна всасывания 5 объемы агента, ограниченные поверхностями винтов и корпуса, уже разъединились
с камерой всасывания, но еще не соединились с камерой нагнетания, окно 6 которой находится в верхней части торцевой крышки компрессора по другую сторону винтов (показано пунктиром). По мере входа зуба а% ведомого ротора во впадину А2
ведущего винта объем этой впадины, заполненной паром, уменьшается — происходит сжатие пара. Затем зуб б\ ведущего винта
начинает входить во впадину Б\ ведомого винта, что вызывает
более интенсивное сжатие. В дальнейшем объем впадин от места
зацепления до задней торцевой крышки корпуса уменьшается —
пар сжимается, а объем впадины от зацепления до передней
крышки при этом увеличивается — происходит всасывание пара.
Процесс сжатия пара в отсеченной полости продолжается до тех
пор, пока в процессе поворота винтов впадины ведущего и ведомого винтов не достигнут окна нагнетания 6. Тогда пар агента
выталкивается в полость нагнетания и оттуда в конденсатор. Этот
момент для полостей Е2 и Л; показан на рис. 19, г.
Таким образом, осуществляются процессы всасывания, сжатия и нагнетания, аналогичные тем же процессам в поршневых
компрессорах, однако в винтовых компрессорах благодаря отсутствию возвратно-поступательно-движущихся частей удается
резко повысить частоту вращения вала и получить
благодаря
этому не только существенный выигрыш в габаритах, но и практически непрерывную подачу. Поршневой компрессор благодаря
своим рабочим клапанам автоматически приспособляется к фактическому противодавлению, близкому по величине к давлению
конденсации. В отличие от него винтовой компрессор имеет неизменную геометрическую степень внутреннего сжатия, которая
равна отношению объемов полости впадины в начале сжатия, и
при достижении окна нагнетания (т. е. конце сжатия) и зависит
только от формы окна нагнетания. Если давление внутреннего
сжатия выше давления в конденсаторе, при выталкивании происходит расширение пара агента и падение давления, если ниже — внешнее дожатие агента в камере нагнетания и трубопроводе.
Оптимальными условиями работы теоретически являются такие, при которых давление нагнетания компрессора равно давлению конца сжатия. Винтовые компрессоры в зависимости от назначения могут иметь следующую геометрическую степень сжатия: среднетемпературные, работающие на аммиаке, хладоне-12
49

52.

и хладоне-22 — 4,0; работающие в режиме кондиционирования
воздуха на хладоне-12 и хладоне-22 — 2,6; работающие на хладоне-22 при ^о от —30° до —45°С и / к до 42°С — 7.
Конструктивная особенность винтовых компрессоров — малые
зазоры. Торцевой зазор со стороны нагнетания равен 0,1 мм, со
стороны всасывания — 0,5 мм, зазор между ротором и цилиндрической частью корпуса — 0,14-0,25 мм. Установочный зазор
в подшипниках скольжения лежит в пределах
0,05—0,095 мм
(всегда меньше минимального зазора между ротором и корпусом). Чем меньше зазоры, тем ближе значение действительной
холодопроизводительности к теоретической, но и тем дороже обходится изготовление компрессора.
По принципу сжатия винтовые компрессоры имеют две модификации: первая — «сухого» сжатия
и вторая — с впрыском
масла в рабочую полость. Охлаждение винтовых компрессоров
«сухого» сжатия обеспечивается принудительным воздушным охлаждением или циркуляцией охлаждающего масла или воды в
рубашках корпуса и в полых роторах. Современные конструкции
винтовых компрессоров предусматривают впрыск масла в рабочую полость компрессора. Такие компрессоры называют маслозаполненными. При этом масло обеспечивает следующее: смазывание обкатывающихся профилей зубьев роторов; уплотнение зазоров между роторами и корпусом и между
обоими роторами
(следовательно, при той же величине зазоров повышается коэффициент подачи); отвод части теплоты сжатия, необходимость
в чем возникает в связи с применением в винтовых компрессорах
холодильных агентов, имеющих высокую температуру конца сжатия (например /?22); уменьшение уровня шума.
Компрессор 83-900.
В качестве примера рассмотрим конструкцию и работу винтового компрессора 33-900 производства
завода «Кюльаутомат» (ГДР). Весь ряд компрессоров типа 53
(см. табл. 8) приспособлен для работы на К\2, К22 и К717 (аммиаке).
Корпус компрессора (рис. 20, а) выполнен из чугуна и состоит из трех секций: всасывания 14, роторов 13 и нагнетания 12.
Роторы ведущий 6 и ведомый 7 изготовлены
из углеродистой
Таблица 8
Характеристики винтовых компрессоров типа 53
Марка
компрессора
Холодопроизводительность, кВт
(тыс. ккал,ч), при <„ = — 40°С
и < К = 30°С
К12
53-450
83-900
53-1800
53-2500
50
37,8
67,5
139,5
192,0
(32,5)
(58,0)
(119,9)
(165,1)
Потребляе- Диа. Отношение
мая мощметр
диаметра
ность
ротора, ротора к
компрессом
его длине
Масса
винтового
агрегата,
кг
К22
64,5
112,8
233,0
326,0
(55,5)
(97,0)
(200,3)
(280,3)
56
98
192
290
0,100
0,204
0,255
0,255
1,10
1,10
1,17
1,65
1700
3000
5800
6100

53.

стали. На головках зубьев роторов (рис. 20, б) сделаны узкие
уплотнительные кромки, во впадинах ведущего ротора 6 предусмотрены соответствующие канавки. Этим достигается лучшее уплотнение между роторами и корпусом. Кроме того, в случае соприкосновения ротора со стенкой корпуса повышенному износу
подвергнутся в основном узкие уплотнительные кромки. Всасывающее окно А, Б, В, Г, Д, Е, Ж размещено иначе чем на рис. 19,
так как в рассматриваемом компрессоре роторы вращаются в
обратном направлении. Роторы вращаются в подшипниках
скольжения 8 (см. рис. 20, а), состоящих из стальной опорной
втулки и баббитового вкладыша. Осевые усилия, возникающие в
роторах в результате сжатия пара, воспринимают сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники 11 (см. рис. 20, а и в), установленные со стороны нагнетательной секции. Для того чтобы
полностью исключать радиальную нагрузку на шарикоподшипники, последние установлены в опорной втулке 10 с зазором, равным зазору в подшипниках скольжения. В месте выхода ведущего ротора из корпуса предусмотрено уплотнение 2 (см. рис.
20, а). Оно представляет собой трущуюся пару неподвижного
Т-образного стального 18 и вращающегося с валом угольного 17
колец. Угольное кольцо прижимается к стальному кольцу клиновидным кольцом 16 из политетрафторэтилена, на которое
со
стороны компрессора давит пружина. Одновременно это кольцо
исключает утечки вдоль вала ротора.
Ведущий и ведомый роторы компрессора находятся в непосредственном зацеплении, в процессе работы осуществляется непрерывный впрыск масла в рабочую полость. Завод выпускает
компрессоры с геометрической степенью сжатия 2,6; 3,6 и 4,8.
Подачу масла для смазывания трущихся
частей компрессора
обеспечивает шестеренный насос с автономным электродвигателем под давлением, превышающим давление сжатия на 0,05-=2
-^-0,3 МПа (0,5-=-3 кгс/см ). Масло по трубке 15 (см. рис. 20, а
и в) подводится в секцию всасывания, где сначала смазывает
уплотнения вала 2, затем проходит к подшипникам скольжения
обоих роторов всасывающей стороны. Потеряв часть своего давления, масло через зазоры в подшипниках стекает в полость
всасывания, где смешивается со всасываемым паром агента.
Одновременно масло от насоса по трубке 24 (см. рис. 20, в)
подается в секцию нагнетания
на смазывание подшипников
скольжения обоих роторов и для воздействия на разгрузочный
поршень 9, прочно посаженный на вал ведущего ротора. Камеры
за разгрузочным поршнем 9 и подшипниками скольжения, где
размещены и смазываются упорные шарикоподшипники И, связаны внешним соединительным трубопроводом 25 (см. рис. 20, в)
с секцией всасывания и соответственно находятся под давлением,
которое почти соответствует давлению всасывания. Поданное по
трубке / масло сначала попадает в камеру 3 расположенного
перед втулкой подшипника ведомого ротора, смешивается с маслом, стекающим через зазоры в подшипниках скольжения секции
51

54.

10 11
52
а — общий вид;
б — расположение
Рис 20 Компрес
всасывающего окона

55.

всасывания, и поступает в полость золотника 5 (см. рис. 20, а к
в), удерживаемого стержнем 4 внутри ведомого ротора. Золотнику 5 (см. рис. 20, б) придана такая форма, чтобы в процессе
вращения ротора радиальные отверстия 19 открывались для выхода масла только после завершения процесса всасывания, т. е.
когда впадина уже не связана с полостью всасывания. Находящееся под давлением всасывания масло и выпаривающийся хладагент направляются во впадины роторов.
От насоса масло подается по трубке 23 в секцию роторов (см.
рис. 20, в) для впрыска через отверстия 20 и 22 (см. рис. 20, б)
во впадины, отсеченные от камеры всасывания. Это масло обеспечивает охлаждение винтов и корпуса, смазывание винтов, уплотнение зазоров и уменьшение шума. В маслоотделителе, установленном за компрессором, масло отделяется от пара агента и
стекает в ресивер, расположенный под маслоотделителем (на
рис. не показаны). Из -ресивера масло проходит фильтр и подается масляным насосом в маслоохладитель, а затем через фильтр
снова в компрессор. Температура входящего в компрессор масла
не должна превышать 55°С. Для смазывания компрессоров применяют масло К22 ХА-30 ГОСТ 5546—66 и %12 ХФ-12-18.
Разгрузочный поршень 9 (см. рис. 20, в), как отмечалось,
служит для снижения осевых усилий на радиально-упорные шарикоподшипники 11 ведущего ротора. На ведомый ротор воздействуют меньшие осевые усилия. Поршень имеет лабиринтовые
уплотнения в виде кольцевых выточек, не полностью исключающих перетекание масла. Со стороны подшипников скольжения 5
Мосло от насоса
сор типа 53
и
масляного золотника, в — схема движения масла в компрессоре

56.

1 Выход ежато_го_пара_
з г
Рис. 21. Устройство для регулирования холодопроизводительности в компрессоре типа 53
на поршень 9 давит масло высокого давления, создаваемое насосом (зачерненные полости), со стороны шарикоподшипников
// — масло под давлением всасывания (отмечено точками). Эта
разность давлений создает усилие на ведущем роторе в направлении нагнетательной стороны, противодействующее осевому усилию, возникающему при сжатии пара.
Конструкция компрессора предусматривает плавное регулирование холодопроизводительности от 100% примерно до 10%. Основная деталь узла регулирования производительности — регулирующие салазки / (рис. 21) (на рис. 20, б салазки обозначены 21), которые являются составной частью корпуса. Длина
салазок меньше длины роторов. Перемещение регулирующих салазок осуществляется гидравлической системой, в которую входят отдельный автономный шестеренный маслонасос, цилиндр
7 (см. рис. 21), поршень 10, соединенный штоком 4 с салазками
/ и трубопроводы, заполненные маслом той же марки, что и смазывающая система. При подаче масла насосом по трубе 8 в левую полость цилиндра поршень // и салазки
/ перемещаются
вправо, в направлении секции нагнетания. При этом покрываемая салазками эффективная длина роторов (на рис. 21 обозначена I) уменьшается, увеличивается окно 12, через которое часть
пара, попавшего во впадины из полости всасывания, байпасируется снова в полость всасывания. При этом масло из правой полости цилиндра получает возможность свободного стекания через
трубу 5 в цистерну. Для увеличения холодопроизводительности
компрессора масло следует нагнетать в правую полость цилиндра. Поступательное перемещение регулирующих салазок превращается во вращательное движение посредством скрученного с
большим шагом стержня 6 прямоугольного сечения и двух параллельных цилиндрических штифтов 11 в штоке 4. Вращатель54

57.

ное движение через соответствующие соединительные элементы
передается на измерительный потенциометр 9. Этот прибор показывает положение салазок и является частью системы автоматического регулирования холодопроизводительности, снабжен конечными выключателями для сигнализации.
Направление подачи масла в цилиндр 7 регулируется золотниковым устройством (на рис. 27 не показано). Насос системы регулирования работает непрерывно. При отсутствии импульса на
изменение холодопроизводительности компрессора золотник находится в среднем положении, а поршень 10 неподвижен. При
этом масло от насоса, пройдя соответствующие каналы золотника, сливается обратно в масляную цистерну. Изменение производительности осуществляется подачей напряжения на соленоиды,
обеспечивающие перемещение золотника в ту или иную сторону.
При этом масло подается в соответствующую полость цилиндра
и перемещает поршень, а вместе с ним и регулирующие салазки. Компрессор включается при минимальной производительности. При сборке компрессора положение салазок регулируют установочным фланцем 2 с сухарем 3. Трогать фланец в процессе
эксплуатации запрещается.
При работе винтовой компрессор всасывает пар агента из испарителя через всасывающий запорный вентиль,
невозвратный
клапан и сетчатый фильтр (на рис. 27 не показано). Невозвратный
клапан предотвращает движение пара из компрессора обратно во
всасывающий трубопровод после его остановки. Компрессор нагнетает пар в конденсатор через маслоотделитель, невозвратный
клапан и нагнетательный запорный вентиль. Невозвратный клапан на стороне нагнетания исключает движение
холодильного
агента из конденсатора в маслоотделитель.
Широкое распространение на рефрижераторных судах (фруктовозах типа «Чапаев» и др.) получил винтовой компрессор шведской фирмы «Стал» марки 554. Компрессор работает на хладоне-22, при п = с~' (2950 об/мин), они имеют холодопроизводительность 709,4 кВт (610 тыс. ст. ккал/ч) каждый при ^0 = 5°С
и ?к = 35°С. По конструкции и принципу работы эти компрессоры
мало отличаются от рассмотренного.
Из винтовых компрессоров отечественного производства на
судах применяют компрессор 5ВХ/350, который работает на хладоне-22. В компрессоре осуществлен впрыск масла в рабочую полость, частота вращения его п = 49 с-1 (2940 об/мин). Геометрическая степень сжатия — 5. Конструкцией компрессора предусмотрено плавное регулирование холодопроизводительности от
100% До примерно 10% (остальные данные приведены в § 25).
Винтовые компрессоры современных конструкций работают
со впрыском масла в рабочую полость. В настоящее время это
наиболее распространенный способ повышения экономичности
винтовых компрессоров за счет уплотнения зазоров. Однако
в
этом случае усложняется смазочная система, появляется необходимость
в маслоотделителе, маслоохладителе и другом обору55

58.

довании, повышающем стоимость изготовления и увеличивающем
массу и размеры установки.
Делаются попытки найти более простые решения:
вместо
обильной подачи масла покрывать сопряженные роторы и внутреннюю поверхность водозаполненного корпуса тонким слоем
эластичного и износостойкого материала. Наличие такого покрытия позволило бы обрабатывать роторы с большим допуском и
в то же время уменьшить зазоры в компрессоре. Предлагается
также подавать для уплотнения зазоров густой смазочный материал и т. п.
Винтовые компрессоры обладают такими достоинствами, как
надежность, долговечность, быстроходность, обусловливающая малую массу и габариты компрессора, малое изменение к. п. д. компрессора при широком изменении степени сжатия и др. Винтовые
компрессоры, применяемые на рефрижераторных и рыболовных
судах, имеют холодопроизводительность от 200 до 1800 кВт (в
одном агрегате). В будущем при создании совершенных конструкций винтовых компрессоров меньшей производительности область их использования будет расширяться.

59.

[ГГЛАВА
IV
РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ В ПОРШНЕВОМ КОМПРЕССОРЕ.
В Л И Я Н И Е ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ЦИКЛА
НА ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
10. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ ИНДИКАТОРНЫЕ
ДИАГРАММЫ
КОМПРЕССОРА
На рис. 22 дана теоретическая индикаторная
диаграмма
поршневого компрессора. Линией 4—/ показано всасывание пара
при постоянном давлении ро, линией /—2 •— адиабатическое сжатие, линией 2—3 — выталкивание пара при постоянном давлении рк. В рассматриваемом компрессоре отсутствует вредное пространство, поэтому линия 3—4 совпадает с осью ординат, т. е. в
левой мертвой точке давление мгновенно изменяется от рк ДО Ро»
Работа компрессора соответствует площади диаграммы /—2—
3—4—1.
Действительная работа компрессора сопровождается объемными и энергетическими потерями.
Объемные потери приводят к тому, что лишь часть объема цилиндра используется для всасывания пара из испарителя,
а
энергетические потери увеличивают работу, затрачиваемую
на
осуществление процессов всасывания, сжатия
и выталкивания
пара холодильного агента.
На рис. 23 показана действительная индикаторная диаграмма
компрессора. Когда поршень находится в мертвой точке, соответствующей концу выталкивания (точка 3), между ним и крышкой
цилиндра остается некоторое вредное пространство 1/с. При обратном ходе поршня происходит расширение сжатого во вредном
пространстве пара по политропе 3—4. При коротких всасывающем и нагнетательном трубопроводах можно пренебречь падением давления в них и считать величины давлений в трубопроводах
непосредственно у компрессора равными: на стороне всасывания
Ро, а на стороне нагнетания рк. Клапаны действительного компрессора открываются и закрываются под действием разности
давлений в цилиндре и трубопроводах, поэтому для открытия всасывающего клапана необходимо, чтобы расширение пара из вредного пространства не заканчивалось при давлении ро, а продолжалось до более низкого давления. При давлении, характеризуемом
точкой 4, клапан открывается и происходит процесс всасывания
4—1.
Ввиду неизбежного сопротивления во всасывающем клапане
давление пара в цилиндре в процессе всасывания ниже давления
Ро в испарителе на величину Ар вс . При обратном ходе поршня
вследствие повышения давления в цилиндре всасывающий клапан закрывается (точка /')> и в цилиндре происходит сжатие по
политропе /—2. В точке 2 при давлении более высоком,
чем
57

60.

*>' 3
Рис. 22. Теоретическая индикаторная диаграмма компрессора
Рис. 23. Действительная индикаторная диаграмма компрессора
давление рк в конденсаторе, откроется нагнетательный клапан и
по линии 2—3 произойдет выталкивание пара в конденсатор. При
этом из-за сопротивления в нагнетательном клапане давление
нагнетания на величину Др„ больше давления рк. В точке 3' нагнетательный клапан закрывается, и в цилиндре снова происходит расширение пара из вредного пространства. Величины Др вс
и Дрн называются депрессией при всасывании
и нагнетании:
Др вс достигает 0,03-4-0,05 МПа» (0,3-^0,5 кгс/см 2 ), Др„ — до
0,1 МПа (1 кгс/см2).
На д и а г р а м м е видно, что в начале процессов всасывания и
нагнетания депрессии Др больше, так как для открытия клапана
необходимо преодолеть инерцию его пластин и натяжение пружины. Заштрихованные площади показывают
потерю энергии
из-за депрессии при всасывании и нагнетании.
И. ОБЪЕМНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ В КОМПРЕССОРЕ
Объемные потери. Из-за наличия вредного пространства и
теплообмена между всасываемым паром и стенками цилиндра
возникают в основном объемные потери.
Как уже отмечалось, в результате вредного пространства всасывание пара осуществляется не на всем протяжении хода поршня 5, а только на определенной его части 51. Отрезок 5
(см.
рис. 23) пропорционален объему Ун, описываемому поршнем за
один оборот, отрезок 5С — объему вредного пространства Ус.
Под вредным пространством понимается объем между крышкой
цилиндра и поршнем при его крайнем положении, включая объемы разных выточек в крышке и поршне, щелей для пластин клапанов и др. Относительная величина вредного пространства
58

61.

Эта величина составляет 3—5% в зависимости от типа
и
производительности компрессора. С увеличением производительности величина с0 уменьшается.
Потери вследствие расширения пара из вредного пространства характеризуются отрезком с\. Эти потери учитывают объемным коэффициентом Яс, равным отношению объема пара VI, засасываемого при наличии вредного пространства, к объему, описываемому поршнем VII, или же отношению длины линии всасывания 5: к длине хода поршня 5:
Потери, возникающие вследствие дросселирования пара при всасывании, зависят от величины Ар вс и характеризуются отрезком
с2.
Эти потери учитывают коэффициентом дросселирования
1
_К2_52
Два рассмотренных вида потерь относятся к видимым на
индикаторной диаграмме потерям. Скрытые (невидимые на диаграмме) потери появляются в результате теплообмена и утечки
холодильного агента через неплотности. При сжатии пара агента
стенки цилиндра нагреваются и имеют более высокую температуру, чем всасываемый пар. При поступлении в цилиндр холодный пар нагревается от теплообмена со стенками цилиндра,
и
вследствие смешения со сжатым во вредном пространстве паром
удельный объем его увеличивается, и следовательно, уменьшается массовое количество пара, поступающего в цилиндр. Эти потери резко увеличиваются при всасывании влажного пара.
Потери, связанные с теплообменом, учитывают коэффициентом подогрева К .,, равным отношению удельных объемов пара в
начале и в конце всасывания. Значение Я ш определяют опытным
путем. Потери вследствие протечек агента через неплотности в
поршневых кольцах и клапанах учитывают коэффициентом плотности Япл- В хорошо выполненных компрессорах при отсутствии
значительного износа снижение производительности от неплотностей составляет лишь несколько процентов и коэффициент Я пл
может быть принят от 0,96 до 0,98.
Суммарные объемные потери, вызывающие уменьшение производительности компрессора, учитывают коэффициентом подачи
К, равным отношению действительной объемной производительности Уд, принятой при параметрах во всасывающем патрубке
компрессора, к теоретической объемной производительности (объему, описываемому поршнями) VII'59

62.

Коэффициент подачи условно можно представить как произведение четырех «частных» объемных коэффициентов:
^ — *^с "др АСО Лпл.
Энергетические потери. В теоретическом компрессоре, где отсутствуют потери и сжатие пара адиабатическое,
затраченная
мощность
ЛГТ = О /а — 1г,
где Л^т — теоретическая мощность компрессора, кВт;
О — теоретическое количество
циркулирующего холодильного агента, кг/с;
И и 12 — энтальпия пара в начале и в конце сжатия, кДж/кг.
В действительном компрессоре энергетические потери увеличиваются из-за теплообмена пара со стенками цилиндра, депрессии при всасывании и нагнетании, а также трения движущихся
частей компрессора.
Мощность, затрачиваемая в действительном рабочем процессе на сжатие холодильного агента, называется индикаторной
мощностью М. Определяется она по индикаторной диаграмме
' ~~
1000
'
где р, — среднее индикаторное давление, т. е. среднее давление
в цилиндре компрессора, определяемое по индикаторной
диаграмме, МПа;
3
VII — объем, описываемый поршнем, м /с.
Основной энергетической характеристикой компрессора является его индикаторный к. п. д. %-, который равен отношению
Потери на трение в движущихся частях компрессора учитывают механическим к. п. д., равным отношению индикаторной мощности к эффективной, затрачиваемой на валу компрессора:
Мощность, подведенная к валу компрессора, складывается из
индикаторной мощности Л^ и мощности Л^р, расходуемой
на
трение,
Nе = N1 + Л^тр.
60

63.

Мощность, расходуемую на трение, приближенно можно подсчитать по формуле
Т
Р — ~Тббо~ '
где ртр — условная величина давления трения,
принимаемая
0,04—0,0614 Па.
К механическим относятся также потери мощности, затрачиваемой на привод масляного насоса, которая составляет от 5 до 15%
индикаторной мощности.
Суммарные энергетические потери учитывают эффективным
к. п. д.
Величина объемных и энергетических коэффициентов зависит от
эксплуатационных условий и конструктивных особенностей компрессора. Более всего на рабочие коэффициенты влияет отношение давления конденсации рк к давлению кипения р0. При увеличении отношения Рк/Ро значительно снижается объемный коэффициент А,с ввиду резкого возрастания объемных потерь, связанных с расширением пара из вредного пространства, при этом
большое значение имеет относительная величина вредного пространства с: с увеличением с значение Яо резко уменьшится; снижается значение коэффициента подогрева ?«о вследствие того, что
при увеличении отношения рк/ро повышается температура в конце сжатия, следовательно, возрастает температура стенок цилиндра компрессора, что приводит к увеличению вредного теплообмена между стенками цилиндра и всасываемым паром; снижается коэффициент плотности Кпя
из-за увеличения разности
Рк — Ро по обе стороны клапанов, поршневых колец и т. п.
Таким образом, во всех случаях увеличение отношения р к /Ро
приводит к снижению коэффициента
подачи
компрессора К.
Уменьшение коэффициента подачи означает уменьшение индикаторной мощности. Снижение рк и повышение р0 позволяет улучшать рабочие характеристики компрессора. В процессе эксплуатации давление конденсации рк и температура конденсации 1К
зависят от температуры забортной воды. Однако при той же температуре забортной воды рк и 1К могут иметь наименьшее значение за счет интенсивного охлаждения конденсатора водой, содержания в чистоте поверхности охлаждения конденсатора как
со стороны воды, так и пара, отсутствия в системе агента воздуха
и других неконденсирующихся газов, повышающих давление, и
других мер, выполнение которых зависит
от обслуживающего
персонала.
Давление кипения ро и температура кипения ^0 зависят от
того, какая требуется температура охлаждаемого объекта. Своевременное удаление снеговой шубы, нарастающей снаружи на
испарителях непосредственного охлаждения, исправная работа
61

64.

камерных вентиляторов, повышающих интенсивность теплообмена, правильная настройка автоматических приборов, не допускащих работу установки при давлениях кипения и всасывания более низких, чем это требуется для обеспечения заданного температурного режима, и другие меры, предусмотренные правилами
обслуживания, позволяют работать при возможно высоких
р0
и ^о.
Другим эксплуатационным фактором, влияющим на рабочие
характеристики компрессора, является состояние
всасываемого
пара. При работе «влажным» ходом частицы жидкости, содержащиеся во всасываемом паре, окончательно испаряются в полости компрессора, занимая часть полезного объема цилиндра. Теплообмен между паром агента и стенками цилиндра более интенсивен, чем при работе «сухим» ходом, так как коэффициент теплоотдачи влажного пара значительно больше, чем сухого или
перегретого.
Рассмотренные явления уменьшают значения коэффициента
подачи А. и индикаторного к. п. д. т], характеризуют работу компрессора «влажным» ходом как крайне нежелательную. Компрессоры
современных холодильных машин работают только
«сухим» ходом. Для установок, работающих на хладоне, увеличение перегрева всасываемого пара ведет к прямому увеличению
коэффициента подачи Я. Кроме того, известно, что перегретый пар
обладает меньшей вязкостью, чем влажный, поэтому при работе
«сухим» ходом уменьшаются дроссельные потери в клапанах, а
следовательно, увеличиваются цг и це компрессора. Это увеличение особенно ощутимо при использовании хладона, обладающего значительной вязкостью. Полезное влияние перегрева на всасывании привело к широкому применению регенеративного цикла
для фреоновых машин.
В то же время необходимо учитывать, что чрезмерное увеличение перегрева всасываемого пара отрицательно сказывается на
возврате масла, циркулирующего в системе вместе с хладоном,
из испарителя в компрессор. Поэтому увеличение перегрева на
всасывании оказывается целесообразным только в определенных
пределах.
Для уменьшения подогрева пара от стенок цилиндра у компрессоров, работающих на хладоне-22 или аммиаке, т. е. агентах,
имеющих высокую температуру конца сжатия, предусматривают
водяные охлаждающие рубашки. При увеличении частоты вращения вала теплообмен в цилиндре компрессора уменьшается,
так как сокращается время теплообмена.
В процессе эксплуатации следует также иметь в виду, что величина вредного пространс!ва компрессора
увеличивается при
выработке верхнего вкладыша кривошипного подшипника. При
замене прокладки между клапанной плитой и блоком цилиндров
компрессора не следует увеличивать толщину прокладки.
На рабочие коэффициенты компрессоров значительно влияет
состояние холодильной машины. Увеличивающиеся пропуски че62

65.

рез поршневые кольца, неплот- ъя
ности в клапанах, засорение вса- 0,8
сывающего фильтра компрессора
и другие отклонения от нор- 0,7 ^ —\
"""- ,
-- ~~ -~
мального состояния машины при- 0,6
А'
водят к уменьшению рабочих ко^ ^
эффициентов, а следовательно, 0,5
^^х \ \.
к уменьшению холодопроизводи- о,ч
тельности и увеличению потребляемой мощности. На рис. 24 по- 0,3
казана зависимость^иг] г отрк/ро.
Отношение давлений р ,Ро
Для винтовых компрессоров
энергетические потери в большой Рис. 24. График зависимости К и
от РК/РО
АЛЯ фреоновых
комстепени зависят от того, насколь- т]г
прессоров
ко фактическое отношение р к /Ро
соответствует геометрической степени сжатия
установленного
компрессора, т. е. насколько правильно по этому признаку подобран компрессор для предполагаемого района плавания.
$
к
12. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ЦИКЛА
НА ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Количество тепла, которое холодильная машина отнимает от
охлаждаемой среды в единицу времени, называется холодопроизводительностыо машины <30, Вт. Холодопроизводительность машины может быть выражена произведением действительного объема Уд, м 3 /с, пара агента, всасываемого в компрессор,
и его удельной объемной холодопроизводительности ^V^ Дж/м3:
<2о = У д ди.
Действительный объем может быть выражен через объем, описываемый поршнями,
где X • — • коэффициент подачи компрессора.
Подставив значение УЛ в формулу <30, получим
Объем, м3/с, описываемый поршнями
где О — диаметр цилиндра, м;
5 — ход поршня, м;
п — частота вращения компрессора, об/с;
г — число цилиндров.
63

66.

Для одного и того же компрессора
при постоянной частоте
вращения величина Уь остается постоянной. Следовательно, холодопроизводительность фо зависит от величин ^V и А,, которые
в свою очередь зависят от температурного режима работы установки и особенно температур кипения ^0, конденсации 1К и температуры перед регулирующим вентилем }п.
Рассмотрим зависимость (20 от 10 на примере двух холодильных циклов, имеющих одинаковую температуру конденсации и
разные температуры кипения агента. Циклы не предусматривают
переохлаждения жидкости и перегрева пара. Как уже известно,
удельная объемная холодопроизводительность
Понижение температуры кипения /0 связано с уменьшением давления в испарителе. Поэтому при понижении /0 увеличивается
удельный объем всасываемого компрессором пара VI, массовая
холодопроизводительность ^о уменьшается. В результате уменьшается удельная объемная холодопроизводительность ^V.
Пример. Машина работает на /?12 при *0 = — 20°С и *к = 25°С, без переохлаждения и перегрева. При этом Чу — -^ =о~ТП= ^94,5 кДж/м э . Не изменяя
11О V
^V., снизим ^й на 5°С, т. е. (0 = — 25вС. В новом режиме ^V — ф-щз=892,2 кДж/м 3 .
Сопоставим результаты: удельная массовая холодопроизводительность д0 снизилась примерно на 2%, в то время как удельный объем пара повысился почти
на 20 %. За счет этого ^V снизилась на 18,5%.
Вывод: при понижении температуры кипения удельная объемная холодопроизводительность ^V снижается в основном за счет
увеличения удельного объема пара агента. Отметим, что коэффициент подачи К с понижением 10 также уменьшается ввиду увеличения отношения РК/РОТаким образом, с понижением
{0 холодопроизводительность
компрессора <3о уменьшается и происходит это в основном за счет
уменьшения количества агента, всасываемого компрессором.
Теперь рассмотрим зависимость (20 от ^к на примере двух циклов, имеющих одинаковую температуру кипения и разные температуры конденсации, без переохлаждения и перегрева. С повышением ^к массовая холодопроизводительность </о уменьшается (это
хорошо видно на диаграмме 5 — Т), а удельный объем VI не изменяется, так как р0 и ^о не изменялись.
Пример. Машина работает при (0 = — 2(РС и (к — 25°С, без переохлаждения
3
и перегрева и при этом ^ = 121,4/0,111 = 1094,5 кДж/м . Теперь, оставив неизменным ^й, повысим ^к на 5°С, т. е. (к = 30°С. Тогда ^=116,2/0,111 =
= 1047,2 к Дж/м 3 . Значения удельных массовой и объемной холодопроизводительностей 90 и д0 уменьшились на 4,3%; X, как известно, с увеличением отношения
РК/Р0 также уменьшается.
64

67.

Вывод: с повышением температуры конденсации холодопроизводительность машины С?0 уменьшается за счет уменьшения ^^
вследствие увеличения бесполезного вскипания жидкости в процессе дросселирования жидкости от рк до р0 и уменьшения А,
ввиду повышения отношения рк/ро- В конечном счете повышение
температуры конденсации на 1°С приводит к снижению холодопроизводительности установки примерно на 2%.
Такое же влияние на холодопроизводительность оказывает
температура переохлаждения жидкости перед РВ #п. Рассмотренные зависимости подтверждают, что холодильная установка с
одним и тем же компрессором при разных температурах 10, ^к и
^п дает разную холодопроизводительность Со- С повышением
температуры кипения и и понижением температуры конденсации
^к и переохлаждения ?п холодопроизводительность установки
увеличивается, а с понижением 10 и повышением 1К и 1п холодопроизводительность уменьшается. При этом на изменение холодопроизводительности наибольшее влияние, как было показано,
имеет температура кипения агента 1й. Повышение ^о на 1°С приводит к увеличению холодопроизводительности машин, работающих на хладоне-12, примерно на 4%.
Мощность, затраченная в компрессоре, также зависит от режима работы установки. С повышением температуры кипения
потребляемая мощность повышается в основном за счет увеличения количества агента, перекачиваемого компрессором, а при
повышении температуры конденсации — за счет увеличения работы, затрачиваемой на сжатие. Зависимость холодопроизводительности <Эо и потребляемой мощности N2 от температур кипения ^0 и конденсации 1К (или забортной воды /«а) выражают графически и называют характеристиками холодильного компрессора или агрегата.
Ввиду того, что холодопроизводительность компрессора зависит от режима работы, сравнивать холодильные компрессоры и
агрегаты можно только при одинаковых температурных режимах
работы, которые характеризуются четырьмя температурами: кипения 10, всасывания ^вс, конденсации ^к и переохлаждения перед регулирующим вентилем /п.
Таблица 9
Температуры сравнительных режимов, °С
Режим
Температура
Кипения (у
Всасывания / в с
Конденсации (к
Перед регулирующим вентилем ^п
3—5247
стандартный
низкотемпературный
кондиционирования
—15
—10
+30
+25
—35
—20
+30
+25
+5
+ 15
+35
+30
65

68.

Основные сравнительные температурные режимы для фреоновых холодильных машин показаны в табл. 9.
Судовые холодильные машины работают в условиях, значительно отличающихся от сравнительных. Эти условия называются
рабочими, а холодопроизводительность, определяемая при этих
условиях, называется рабочей холодопроизводительностью <2орабДля пересчета холодопроизводительности с одних
температурных условий на другие в судовых условиях используют графики зависимости холодопроизводительности и потребляемой
энергии агрегата от температуры кипения агента при разных
температурах конденсации.
Пример. Определить рабочую холодопроизводительность и потребляемую мощность холодильного агрегата МАК 80РЭ (с компрессором ФУУ-80РЭ) при *0 = О'С
и * к = 35°С. По графику, показанному на рис. 61, определяем, что при работе
всех восьми цилиндров (производительность 100%) (?0 б = 176776 Вт (152000
ккал/ч), N = 52 кВт.

69.

ГЛАВА
V
ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА
13. КОНДЕНСАТОРЫ И РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
В конденсаторе холодильной установки осуществляется конденсация (и переохлаждение) холодильного агента за счет передачи тепла от холодильного агента к забортной воде или воздуху. Соответственно различают конденсаторы с водяным и воздушным охлаждением. Конденсаторы с воздушным охлаждением
применяют только в мелких холодильных установках, обслуживающих провизионные шкафы, сатураторные установки, грузовые отсеки рефрижераторных контейнеров и т. п. В основном на
судах распространены конденсаторы с водяным охлаждением.
Холодильный агент, поступающий в конденсатор в состоянии
перегретого пара, в результате отдачи тепла забортной воде
(воздуху) охлаждается до состояния сухого насыщенного пара
и затем конденсируется. В конденсаторах, имеющих развитую
поверхность охлаждения, предусматривается также переохлаждение жидкого холодильного агента.
Процесс передачи тепла от холодильного агента к забортной
воде складывается из теплоотдачи от холодильного агента к наружной поверхности теплообменной трубки, теплопроводности
через стенку трубки и теплоотдачи от внутренней поверхности
теплообменной трубки к забортной воде.
Степень интенсивности теплопередачи в конденсаторе характеризуется коэффициентом теплопередачи. Для уменьшения габаритов конденсатора внешнюю поверхность труб делают ребристой. Увеличение охлаждающей поверхности в результате этого оценивается коэффициентом оребрения, равным отношению
поверхности сребренной трубки к поверхности этой же трубки до
оребрения. При прочих равных условиях применение хладона-22,
имеющего более высокие значения коэффициента теплоотдачи,
чем хладон-12, позволяет сократить поверхность теплопередачи
конденсатора на 15—20%.
В конденсаторах морских холодильных установок трубки подвергаются постоянному эрозийному и коррозийному разъеданию
забортной водой, поэтому к ним предъявляют требования повышенной надежности. Практика эксплуатации показывает, что
наиболее тяжелые аварии судовых холодильных машин происходят в результате выхода из строя конденсаторов и попадания
забортной воды в систему холодильного агента. Надежность конденсаторов возросла в результате изготовления трубных решеток
из латуни, крышек из бронзы, а теплообменных трубок из мель3*
67

70.

г
з
Рис 23 Фреоновый конденсатор
хиора — медноникелевого сплава, содержащего 70% меди и
30% никеля. В таких конденсаторах скорость движения воды в
трубках увеличена до 2—2,5 м/с, что обеспечивает достаточно
высокую интенсивность теплопередачи.
Для защиты от разрушения трубок, трубных досок и крышек,
работающих в агрессивной среде — морской воде, на крышке
конденсатора устанавливают протекторы. Сущность протекторной защиты состоит в том, что при контакте двух или нескольких
металлов, погруженных в электролит (в данном случае — морскую воду), металл, имеющий наименьший электрический потенциал, служит анодом и разрушается, в то время как другие металлы служат катодом и не подвергаются разрушению. Анодом
является специально устанавливаемые на крышках конденсатора протекторы из цинка или магниевого сплава МЛ-4 и алюминиевого сплава АМц-15-10.
Наибольшее распространение в морской практике получили
горизонтальные кожухотрубные конденсаторы. В качестве примера рассмотрим горизонтальный кожухотрубный фреоновый
конденсатор МКТР2-3 (рис. 25).
Корпус
конденсатора представляет собой стальную обечайку 4, к которой приварены латунные трубные решетки 2 и 8, штуцер 6 служит для подвода
пара хладона, стакан 14, лапы 5 и 7 — для установки электродвигателя и компрессора, опорные лапы 12 для установки конденсатора на фундамент. Трубки 11 из мельхиора имеют с наружной стороны накатные ребра. Концы трубок развальцованы
в трубных решетках. В каждом отверстии, в которое входит
трубка, расточено по две канавки, что обеспечивает более плотное соединение трубок с решеткой и исключает их перемещение
в ней при нагреве. Наружная теплопередающая поверхность равна 3,2 м2. Трубные решетки конденсатора закрыты бронзовыми
крышками 1 и 9, которые имеют перегородки, обеспечивающие

71.

шестиходовое протекание воды по трубкам конденсатора. Крышки устанавливают на резиновых прокладках. На крышках установлены протекторы 10. Перегретый пар хладона нагнетается
компрессором в межтрубное пространство конденсатора, где пар
за счет теплообмена с поверхностью водяных трубок охлаждается и конденсируется. Жидкий хладон собирается в нижней части, откуда через угловой вентиль 15 поступает в жидкостный
трубопровод.
На корпусе конденсатора установлен клапан 3 для спуска
воздуха. В качестве предохранительного устройства конденсатор
снабжен пробкой 13, имеющей сквозное отверстие 16, залитое
легкоплавким сплавом 17, который при 65°С плавится и выпускает агент в аварийный трубопровод. Этим конденсатор предохраняется от взрыва при аварийном повышении давления, что
возможно при пожаре, срыве охлаждения конденсатора и т. п.
Нижняя половина корпуса конденсатора не имеет охлаждающих трубок и вместе со стаканом 14 выполняет роль ресивера —
сборника жидкого хладона вместимостью 29 л. Наличие развитой
ресиверной части является одной из конструктивных особенностей современных конденсаторов небольших установок. Это
исключает необходимость в установке линейного ресивера. Высота столба жидкости в корпусе конденсатора (включая сборник)
должна быть не менее 50 — 75 мм, а в крупных конденсаторах —
не менее 100 мм. При малой высоте столба жидкости над отверстием трубопровода в слое жидкости образуется воронка, способствующая попаданию несконденсировавшегося пара в жидкостный трубопровод. В небольших фреоновых установках встречаются кожухозмеевиковые конденсаторы. Вода в них прокачивается по змеевику, оба конца которого укреплены в одной трубной решетке.
Тепловая нагрузка на конденсатор холодильной машины <3К,
Вт, складывается из холодопроизводительности (20 и тепла,
эквивалентного работе компрессора:
Ск = Со + * = С & - *а),
где
О — расход холодильного агента, кг/ч;
г 2 и г'3 — значения энтальпии агента соответственно на входе и выходе из конденсатора, кДж/кг.
Теплопередающая поверхность конденсатора Р, м2, определяется из формулы
где
ё — коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м 2 -С);
6т — средняя логарифмическая разность температур между холодильным агентом и забортной водой,
т
69

72.

Здесь 1\У1 и 1чу2 — температуры забортной воды, соответственно
входящей и выходящей из конденсатора.
Поверхность теплообмена для конденсаторов холодильных
установок морских судов принимается на 10% больше расчетной. Это позволяет в случае необходимости вывести из действия
(заглушить) часть поврежденных трубок, не вызывая явного
снижения производительности холодильной установки.
Удельная тепловая нагрузка конденсатора ^к, Вт/м 2 ,
Ок
и для современного фреонового конденсатора при
скорости воды
порядка 2 м/с составляет 7000 — 10000 Вт/м2.
Расход воды Ов, кг/с, определяется из условия
(?к = Ов Св (1-0,1. — 1-ал),
указывающего, что все тепло отводится забортной водой, и следовательно,
г,в
~
где св — теплоемкость воды, кДж/(кг-С).
В установках средней и большой холодопроизводительности
за конденсатором может устанавливаться линейный ресивер —
вертикально или горизонтально (чаще первое) расположенный
стальной цилиндрический сосуд. Ресивер является сборником холодильного агента. В него стекает сконденсировавшийся агент,
освобождая теплообменную поверхность конденсатора. Для обеспечения беспрепятственного стока агента в ресивер его устанавливают ниже конденсатора, а паровые полости обоих аппаратов
соединяют уравнительной трубкой, благодаря чему давление в
обоих аппаратах выравнивается и жидкий агент стекает из конденсатора в ресивер под действием собственной массы.
Конденсаторы и ресиверы установок средней и большой холодопроизводительности (вместо легкоплавких пробок) снабжаются предохранительными клапанами, открытие которых должно
начинаться при давлении 0,21 МПа (21,0 кгс/см2) для хладона-22
и при давлении 0,14 МПа (14,0 кгс/см 2 ) для хладона-12. Выпускаемый предохранительным клапаном агент должен отводиться в атмосферу в безопасном для людей месте над палубой.
Для контроля за герметичностью предохранительного клапана
на отводящей трубе устанавливают жидкостный затвор со смотровым стеклом, заполненный водой. В определенных случаях
средние и большие холодильные установки, помимо предохранительных клапанов, оборудуют трубами аварийного спуска холодильного агента из аппаратов и сосудов. Трубы выводят в коллектор аварийного спуска, расположенный вне помещения холо70

73.

Рис. 26. Фреоновый теплообменник
дильных машин, но вблизи входа в него. На коллекторе устанавливают запорные клапаны, отключающие каждую спускную трубу. Эти клапаны стеклами защищены от доступа посторонних
лиц ^приспособлены для пломбирования в закрытом состоянии
ибщии трубопровод от коллектора аварийного спуска за борт
снабжен невозвратным клапаном и выведен ниже ватерлинии
судна при минимальной осадке. Для продувания общего трубопровода предусматривается подвод к нему сжатого воздуха или
пара. На общем трубопроводе аварийного спуска за борт перед
невозвратным клапаном в удобном для наблюдения месте должен находиться указатель утечки холодильного агента
Во фреоновых судовых холодильных установках переохлаждение жидкого холодильного агента осуществляется в регенеративном теплообменнике (рис. 26). Жидкий хладон-12 из конденсатора (ресивера) поступает в теплообменник через штуцер 2
Проходя внутри красномедного двойного змеевика, он переохлаждается и через штуцер 4 направляется к регулирующему
ниЛЛпЮ™«Р ™На"12 из испарителя поступает в теплообменник по трубе 3. Омывая снаружи змеевики, он переохлаждает
жидкий хладон, перегревается и по трубе / поступает во всасывающий трубопровод компрессора.
14.
ИСПАРИТЕЛИ
И
ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛИ
В испарителе холодильной установки происходит кипение холодильного агента за счет отнятия тепла от охлаждаемой среды
(воздуха, рассола и воды). По назначению испарители можно
71

74.

разделить на две группы: 1) для охлаждения промежуточного
жидкого хладоносптеля (рассола и воды), 2) непосредственного
охлаждения.
Коэффициент теплопередачи испарителя зависит от его конструкции, свойств холодильного агента и охлаждаемой среды, а
также скорости ее движения.
Для охлаждения рассола (воды) применяют горизонтальные
кожухотрубные испарители. Конструктивно они имеют сходство
с кожухотрубными конденсаторами. В этих аппаратах рассол
циркулирует внутри трубок, а агент кипит в межтрубном пространстве.
Рассмотрим морской испаритель МИТР-12 (рис. 27), кожухотрубный, горизонтальный, с поверхностью охлаждения 12 м2.
Корпус 4 представляет собой стальную трубу диаметром 325 мм
с приваренными к ней с торца стальными трубными досками 3
и 10. В отверстиях трубных досок развальцованы 62 красномедные тешюобменные трубки 8 диаметром 20X3 мм. Для увеличения наружной поверхности труб на них накатаны ребра. Трубные доски закрыты бронзовыми крышками 1 и И с прокладками
12. Внутренние перегородки крышек направляют движение рассола по трубкам. Испаритель восьмиходовой. Отепленный рассол,
возвращающийся из помещений, поступает
в испаритель через
нижнее отверстие, а охлажденный выходит через верхнее отверстие крышки //. Для защиты трубных досок от коррозии на них
со стороны рассола наплавлен слой меди 2. Жидкий хладон подается в нижнюю часть корпуса через вентиль 5 и заполняет 50%
объема межтрубного пространства. Хладон кипит, охлаждая рассол, циркулирующий внутри трубок, а образующийся при этом пар
отсасывается компрессором сверху через отделитель жидкости —
сухопарник 14 и запорный вентиль 6. Сухопарник служит для
отделения капель жидкого агента, появляющихся при бурном
Рис.
27.
Кожухотрубный
испаритель МИТР-12:
/ — вход жидкого хладона; // — выход пара хладона; /// — вход рассола; IV
ход рассола
72

75.

2135
ПО
-I
^
^
Рис 28. Испаритель ИРСН-12,5/ — вход жидкого хладона; // — выход пара хладона
его кипении. Существуют конструкции горизонтального кожухотрубного испарителя, у которого в сухопарник встроен змеевиковый теплообменник: поступивший в сухопарник насыщенный пар
перегревается за счет переохлаждения жидкого хладона, проходящего внутри змеевика теплообменника.
Испаритель снабжен предохранительным клапаном 9, штуцером 7 для подключения манометра, спускным краном 13 и кранами для выпуска воздуха и спуска рассола. Для уменьшения притока тепла из внешней среды снаружи корпус испарителя изолируют. Для изготовления кожухотрубных испарителей
современных конструкций широко применяют медно-никелевые
сплавы, латунь и бронзу. Применение этих материалов повышает
надежность испарителей и увеличивает срок их службы.
Простейшим видом испарителя непосредственного охлаждения
является однорядный змеевик из гладких цельнотянутых труб,
размещенный на переборке охлаждаемой провизионной кладовой.
Широкое распространение на судах получили испарители
ИРСН-12,5 (испаритель ребристый, сухой, настенный)2 с наружной поверхностью охлаждения (с учетом ребер) 12,5 м (рис. 28).
Жидкий хладон после регулирующего вентиля поступает в
испаритель через верхний штуцер, пар отсасывается компрессором через нижний штуцер. В испарителях с верхней подачей жидкого хладона отсутствует ярко выраженный уровень жидкости.
Поэтому они называются сухими. Испаритель состоит из 12 красномедных труб диаметром 18 мм, соединенных таким образом,
что хладон, поступивший в испаритель, проходит последовательно через все трубы. Для увеличения поверхности испарителя на
теплообменные трубки надевают латунные ребра толщиной
0,4 мм с интервалами 12,5 мм. После установки ребер через
трубы протягивают стальные шарики, имеющие диаметр несколько больший, чем внутренний диаметр труб, и обеспечивают плотное
прилегание ребер. Затем после сборки батарею облуживают в
печи.
73

76.

670
Рис. 29. Воздухоохладитель типа МВОФ:
/ — вход жидкого хладона; II — выход пара хладоча
С целью обеспечения равномерной температуры по всему
объему холодильной кладовой и увеличения удельной тепловой
нагрузки испарителя за счет увеличения коэффициента теплоотдачи применяют воздушные испарители с принудительной циркуляцией воздуха, обеспечиваемой встроенными в них электровентиляторами. Такие испарители называют воздухоохладителями. Они обеспечивают принудительный конвективный теплообмен
между воздухом охлаждаемого помещения и наружной поверхностью испарителя. Так, при увеличении скорости воздуха с 1 до
5 м/с коэффициент теплоотдачи от воздуха к охлаждающей поверхности трубы увеличивается в 3,6 раза, а с 1 до 10 м/с —
почти в 10 раз.
Воздухоохладитель типа МВОФ показан на рис. 29. Устанавливают его непосредственно в провизионных кладовых, заданные
температуры которых лежат в пределах от 2 до 12°С. Воздухоохладитель имеет медные трубки 3 с ребрами. Наружная поверхность охлаждения указывается в марке аппарата. Осевой вентилятор 5 с электродвигателем 1 встроен в корпус 2 воздухоохладителя. Для отвода влаги, выпавшей из воздуха при его охлаждении или появившейся при оттаивании снеговой шубы,,
на
поддоне
воздухоохладителя
предусмотрен
патрубок 4.
Воздухоохладители типа МВОФ-Э применяют для охлаждения кладовых с низкими температурами, от —18 до +2°С. Они
отличаются от рассмотренного наличием электронагревателей для
оттаивания снеговой шубы. По многим удельным показателям
(вместимости по хладону, массе и объему аппаратуры на 1 кВт)
воздухоохладители имеют большое преимущество по сравнению
с гладкими и ребристыми батареями. Кроме того, воздухоохладители обеспечивают работу с меньшим температурным напором
и дают возможность автоматизировать процесс оттаивания снетовой шубы с испарителя. На большинстве новостроящихся судов
74

77.

для охлаждения всех провизионных кладовых применяют воздухоохладители.
В холодильных установках, обслуживающих рефрижераторные трюмы посредством системы воздушного охлаждения, применяют воздухоохладители. В них охлаждение воздуха происходит в результате его соприкосновения с поверхностью теплообменных труб, внутри которых кипит холодильный агент или циркулирует промежуточный холодоноситель — рассол или вода.
В первом случае аппарат называют сухим воздухоохладителем
непосредственного охлаждения, во втором — сухим воздухоохладителем рассольного охлаждения. Сухие воздухоохладители выполняют в виде металлической камеры с охлаждающим змеевиком из сребренных труб. Воздух в камере воздухоохладителя
движется перпендикулярно оси труб. Тепловая нагрузка испарителя, Вт,
где Оа — масса холодильного агента, проходящего через испаритель, кг/с;
до — удельная массовая холодопроизводительность агента,
кДж/кг.
Удельная тепловая нагрузка испарителя
И

'и '
где ^и — теплопередающая поверхность испарителя, м2. Удельная тепловая нагрузка да составляет для фреоновых испарителей: сребренных батарей — от 9,3 до 14 Вт/м2; воздухоохладите2
лей при скоростях воздуха 5—8 м/с — от 50 до 70 Вт/м ; кожухотрубных 2 при скоростях рассола от 0,75 до 2 м/с — от 2300 до
3500 Вт/м .
Тепловую нагрузку испарителя можно представить также формулой
где и — коэффиицент теплопередачи
испарителя,
Вт/(м 2 -°С);
Э — средняя разность температур охлаждаемой среды и кипящего холодильного агента, которая определяется как
средняя логарифмическая разность:
где Гр—1"^ — температуры рассола на входе в испаритель и выхода из него, °С;
^о — температура кипения агента, °С.
75

78.

15.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ
АППАРАТЫ
И
ТРУБОПРОВОДЫ
Маслоотделители. Предназначены маслоотделители для отделения масла, уносимого паром из картера компрессора; устанавливаются они на нагнетательном трубопроводе между компрессором и конденсатором.
Рассмотрим маслоотделитель типа О1Ш фирмы «Данфосс»
(рис. 30), широко распространенный на судах, построенных по
заказу СССР за границей. Перегретый пар хладона из компрессора поступает в маслоотделитель через штуцер / и, пройдя вокруг масляного резервуара 2, попадает в сепаратор 4, представляющий собой пространство, ограниченное корпусом и металлическими сетками, заполненное беспорядочно и густо переплетенной медной проволокой. При проходе через проволочный лабиринт сепаратора уменьшается скорость и изменяется направление движения пара. Капли масла, принесенного паром агента,
отделяются от него и осаждаются на поверхности проволоки.
Отделившееся масло через сетчатую перегородку 3 стекает в резервуар 2, а пар хладона через второй штуцер направляется в
конденсатор.
Когда уровень масла в маслоотделителе повышается, поплавок 5, перемещающийся относительно оси 6, открывает игольчатый клапан 7, и отделившееся масло через штуцер 8 возвращается в картер компрессора. Подогрев масла, находящегося в ре-
Рис. 30. Маслоотделитель типа О11В фирмы «Данфосс»/ — вход пара хладона; / / — в ы х о д пара хладона; /// — слив масла в картер
76

79.

зервуаре 2, горячим паром уменьшает содержание в нем растворенного хладона.
Фильтры и осушители. Как уже отмечалось, появление в системе хладона влаги приводит к образованию ледовых пробок и
к закупориванию в первую очередь отверстий ТРВ, так как именно в этой части установки агент получает наинизшую температуру. Это ведет к нарушению работы холодильной установки.
Для поглощения влаги, оказавшейся в системе, фреоновые установки снабжаются осушителями, заряженными адсорбентом*
(силикагелем или цеолитом). Осушитель устанавливается
на
жидкостном трубопроводе за регенеративным теплообменником.
Циркулирующий по системе хладон захватывает с поверхности труб и аппаратов различные механические включения (окалину, частицы адсорбента, песок и т. п.). Эти частицы, попадая
в компрессор, вызывают дополнительный износ его частей, засоряют отверстия дроссельных вентилей, нарушают плотность установленных в системе соленоидных вентилей и запорной арматуры. Очистка хладона осуществляется в грязевых фильтрах, устанавливаемых на жидкостной и паровой линиях. Паровой (газовый) фильтр устанавливают перед компрессором. Выполняют
его в виде отдельного аппарата или размещают непосредственно
в корпусе компрессора, во всасывающей его полости. В небольших холодильных установках грязевой жидкостный фильтр и
осушитель совмещают в одном корпусе.
На отечественных судах применяют фильтры-осушители типа
ОФФ-10 (рис. 31), выполненные в одном корпусе. Хладон поступает через штуцер /, проходит через сетку 16, гильзу 6 с адсорбентом 7, сетку 13, фильтр 5, состоящий из набора сеток и сукна,
и выходит через штуцер 14; 3 и. 10 — уплотняющие прокладки.
При постановке крышки 9 на фланец // пружина 8 посредством
опорной пластины 12 прижимает кольцо 15 к донышку 2.
При зарядке осушителя следует плотно заполнить гильзу 6
адсорбентом. Если адсорбент не будет сжат, под действием протекающего агента его кристаллы будут сдвигаться и разрушаться.
Устанавливают осушитель так, чтобы хладон протекал в направлении стрелки, нанесенной на корпус осушителя 4.
В процессе эксплуатации фильтров-грязеуловителей, газовых
фильтров и осушителей из строя выходят только фильтрующие
элементы. Для изготовления новых фильтрующих элементов
применяют материалы: сукно прокладочное толщиной 3 мм;
хлопчатобумажную ткань-бельтинг ФНП (ГОСТ 332—69); асбестовую ткань марки АТ-5С, имеющую саржевое переплетение с
латунной или медной проволокой, толщиной 2—3 мм; латунную
тканную саржевую сетку с ячейками 0,28X0,28 мм и основой из
проволоки 0,1 мм; латунную сетку № 60 со 150 ячейками на
2
1 см ; войлок технический, тонкошерстный 2,5—3 мм.
* Адсорбцией называется процесс поглощения паров
ностью твердых тел — адсорбентов.
илн газов поверх77

80.

Для герметических холодильных агрегатов применяют фильтросушитель типа ВС (рис. 32). Он представляет собой корпус из
двух штампованных стаканов / и 2, внутри которого находится
патрон из латунной сетки 4, наполненной силикагелем 3,
Трубопроводы и прокладочные материалы. Трубопроводы для
хладона, имеющие наружный диаметр до 25 мм, выполняют из
тонкостенных красномедных труб. Трубопроводы больших диаметров — из стальных бесшовных труб. Водяные трубопроводы
изготовляют из медно-никелевого сплава или стальными с внутренней оцинковкой и испытывают на гидравлическое давление
0,1 МПа (10 кгс/см2).
Соединение труб для хладона обычно производят сваркой
или пайкой твердым припоем. Для крепления стальных труб к
аппаратам и арматуре применяют фланцевые соединения; красномедные трубы присоединяют с помощью фланцев, штуцеров с
накидной гайкой или ниппельно-штуцерного соединения. Подлежащий бортовке конец трубы при необходимости колибруют, зачищают от заусенцев и отбортовывают. Подготовленный борт
трубопровода зажимают между конусом штуцера и конусом накидной гайки, создавая плотное соединение. Наличие рисок, раковин и других повреждений, уплотняющих поверхностей не допускается. Штуцерные соединения рекомендуется применять для
труб с условным проходом до 20 мм.
В качестве твердого припоя для соединения труб чаще всего
используют меднофосфористый припой. Можно применять также
припои ПМЦ-54, Л-62, Л-68, ЛОК-59-1-03. Концы соединяемых
пайкой труб тщательно зачищают стеклянной бумагой, при
раструбном соединении одну из труб развальцовывают на длину
двух диаметров. Основным условием, обеспечивающим качество
паяных швов, является равномерный нагрев. После того как соединение достаточно разогрето, место пайки посыпают порошкообразной бурой и вводят присадочный пруток Б пламя горелки к
соединению труб. Расплавленный припой заполняют специально
Рис. 31. Фильтр-осушитель ОФФ-10
78

81.

оставленный зазор порядка 0,1—0,15 мм в соединении, образуя шов.
При прокладке трубопроводов через палубы и водонепроницаемые переборки необходимо устанавливать угоютнительные стаканы,
при прохождении через водонепроницаемые
перекрытия — защитные гильзы в виде отрезка трубы большего диаметра. Трубы диаметром до 12 мм гнут по шаблону вручную,
большего размера — с помощью специальных пружин или трубогиба. Не рекомендуется перед гнутьем набивать трубу песком, так
как в местах изгибов, несмотря на простукивание и продувание трубы, сохраняются защемленные песчинки, которые уже в процессе
работы хладон отделит и понесет в систему.
Предпочтительнее для изменения направления Рис. 32. Фильтр-осутрубопровода использовать калачи и отводы. шитель герметических
Прокладочные материалы. В связи с тем, агрегатов
что хладон и смазочные материалы разъедают
обычную резину, в качестве прокладочного
материала используют севанитовую
фреонобензомаслостойкую
резину из синтетического каучука. Этим материалом уплотняют
указатели уровня и смотровые стекла,
сальники компрессоров,
регулирующих и запорных вентилей, фланцевые соединения и т. п.
Для уплотнения сальников регулирующих и запорных вентилей
можно применять также асбестографитовую или хлопчатобумажную набивку квадратного сечения.
Паронитовые прокладки используют в соединениях отдельных
деталей компрессоров, а также во фланцевых соединениях трубопроводов. Паронит — листовой материал, изготовляют из аебеста, каучука и наполнителей (графита, каолина и др.). Наилучшее уплотнение соединений достигают при применении прокладок
из вулканизированного паронита марки УВ толщиной 0,5—1 мм.
Для того чтобы исключить проникновение хладона через поры,
перед постановкой паронитовой прокладки ее следует тщательно пропитать горячим глицерином или маслом ХФ-12.
В качестве металлических прокладок используют отожженную красную медь. Ее применяют в соединениях автоматических
и контрольно-измерительных приборов, во фланцевых и штуцерных соединениях трубопроводов. Толщина прокладки не должна
превышать 2 мм. При уплотнении стальных деталей необходимо
промазывать прокладки пастой или графитом. Обмазка прокладок предотвращает образование гальванической пары в местах
соединения двух разнородных металлов и улучшает качество
уплотнения.
В качестве набивки сальников вентилей можно применять
фторопластовый шнур ФУМ круглого (диаметром от 3 до 8 мм)
и квадратного (от 3X3 до 8X8 мм) сечений. Как уштотнитель79

82.

ный материал хорошо себя зарекомендовал фторопласт-4 (Ф-4).
Прокладки из него рекомендуется применять только в соединениях, имеющих канавку и выступ, так как фторопласт при всех
своих достоинствах обладает свойством хладотекучести.
Все другие прокладочные материалы (картон, прессшпан,
кожа, клингерит, свинец и тому подобные материалы) не обеспечивают надежного уплотнения и их не должны применять в холодильных установках.
Для уплотнения резьбовых соединений и обмазывания прокладок с целью улучшения их плотности применяют отечественную пасту из смеси свинцового глета (РЬО) с глицерином и пасту «Пакит», выпускаемую фирмой «Данфосс». Свинцовый глет,
представляющий собой мелкокристаллический порошок, разводят в глицерине до тех пор, пока смесь не станет густой. Смесь
быстро затвердевает, поэтому ее приготовляют в небольшом количестве непосредственно перед употреблением.

83.

ГЛАВА
VI
АВТОМАТИЗАЦИЯ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
16. Н А З Н А Ч Е Н И Е И КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
На современных судах применяют холодильные установки с
высокой степенью автоматизации, что надежно защищает их от
аварии, обеспечивает точное поддержание заданных температур
охлаждаемых объектов, повышает экономичность установки.
В судовых холодильных машинах автоматизируют процессы
регулирования: подачи жидкого агента в испаритель, температуры кипения агента в испарителе, температуры в охлаждаемых
помещениях, температуры промежуточного хладоносителя и давления конденсации. Автоматическая работа холодильных установок осуществляется с помощью автоматических приборов, которые можно разделить на три группы: регулирования, управления и защиты.
П р и б о р ы р е г у л и р о в а н и я автоматически поддерживают заданное значение регулируемой величины или изменяют
его по заданному закону.
П р и б о р ы у п р а в л е н и я автоматически включают или
выключают в определенной последовательности части машины и
механизмы холодильной установки.
П р и б о р ы з а щ и т ы автоматически отключают всю холодильную установку или отдельные ее элементы и включают звуковую или световую сигнализацию при отклонении любого из
контролируемых параметров от заданного значения на определенную величину.
В зависимости от принципа действия автоматические приборы
могут быть двух типов: позиционного и непрерывного (плавного)
действия. Регулирующий орган приборов позиционного действия
может занимать несколько определенных положений. Наибольшее распространение получили двухпозиционные автоматические
приборы (реле), в которых регулирующий орган может иметь
только два крайних положения: «Включено» или «Выключено»,
«Открыто» или «Закрыто» и т. п. В приборах непрерывного действия регулирующий орган, плавно перемещаясь, может занимать любые промежуточные положения.
Каждый автоматический прибор имеет диапазон регулирования, т. е. интервал значений регулируемой величины параметра
(например, давлений, температур), в котором он может быть
применен, и так называемую зону нечувствительности. В наиболее широко применяемых позиционных автоматических приборах
эту зону нечувствительности называют дифференциалом прибора.
81

84.

17.
РЕГУЛЯТОРЫ
ПЕРЕГРЕВА
Чрезмерно большая подача жидкости в испаритель приведет
к неполному ее выкипанию, к работе компрессора «влажным»
ходом, а в тяжелых случаях к гидравлическим ударам в компрессоре. Недостаточная подача жидкого агента в испаритель не обеспечит заданный температурный режим охлаждаемого объекта.
Для регулирования заполнения испарителя жидким холодильным агентом применяют регуляторы перегрева и регуляторы
уровня. В морских холодильных установках применяют в основном регуляторы перегрева, называемые терморегулирующими
вентилями (ТРВ). Устанавливают ТРВ перед испарителем для
дросселирования жидкого хладагента от давления конденсации
рк до давления кипения р0 и автоматического регулирования подачи жидкости в испаритель в зависимости от перегрева пара
агента на выходе из испарителя. Если пар агента, выходящий из
испарителя, перетрет, т. е. имеет более высокую температуру,
чем температура кипения при данном давлении, ТРВ открыт и
агент поступает в испаритель. Если перегрев снизится ниже
установленной минимальной величины, ТРВ закрывается, прекращая подачу жидкого агента в испаритель.
Рассмотрим принцип действия ТРВ с внутренним уравниванием (рис. 33, а). Термобаллон 1, капиллярная трубка 2 и пространство над мембраной 3 образуют термочувствительную систему,
которая заполнена тем же агентом, который используется в холодильной машине, в данном случае Ш2. Абсолютное давление в
испарителе примем равным 0,182 МПа (1,86 кгс/см 2 ). Ему соответствует температура кипения К12, равная —15°С (см.прил. 1)
0,196 МП О.
Рис. 33. Схема установки терморегулирующих вентилей:
а — с внутренним уравниванием; б — с внешним уравниванием
82

85.

При этой температуре агент, двигаясь по змеевику испарителя, кипит, отбирая тепло от охлаждаемой среды. В сечении /—/
жидкий агент полностью превращается в2 сухой насыщенный пар
с параметрами 0,182 МПа (1,86 кгс/см ), —15°С. При дальнейшем движении в испарителе температура пара будет повышаться и в сечении II—II при том же давлении достигнет —10°С,
т. е. перегрев пара будет равен 5°С. При хорошем тепловом контакте температура термобаллона 1 близка к —10°С, ввиду чего
в термочувствительной системе и над мембраной 3 ТРВ установится давление, соответствующее температуре насыщенного пара —10°С, т. е. 0,219 МПа (2,23 кгс/см2).
Пространство под мембраной
сообщается с испарителем,
следовательно, снизу на мембрану будет действовать давление
0,182 МПа. Кроме того, на мембрану снизу действует усилие
пружины 4. (Разность давлений по обе стороны клапана учитывать не будем, чтобы не усложнять примера.) Допустим, что
усилие пружины, отнесенное 2 к активной площади мембраны,
равно 0,021 МПа (0,22 кгс/см ). Таким образом, сверху на мембрану действует давление на 0,014 МПа (0,15 кгс/см 2 ) больше,
чем снизу, и ТРВ
начинает открываться. Чем больше перегрев пара на выходе из испарителя, тем больше разность
давлений по обе стороны мембраны. Значит, с увеличением перегрева пара ТРВ будет открываться на большую величину, увеличивая подачу агента в испаритель.
Если тепловая нагрузка испарителя снижается, парообразование происходит менее интенсивно, количество жидкого агента
в испарителе возрастает, жидкость приблизится к выходу из
испарителя и перегрев пара уменьшится. Тогда температура термобаллона и соответственно давление в термочувствительной системе снизятся, уменьшится разность давлений по обе стороны
мембраны, и ТРВ начнет прикрывать подачу жидкости в испаритель.
Таким образом, величина, на которую открыт ТРВ, зависит
от разности давлений по обе стороны мембраны, а разность давлений, в конечном счете, определяется разностью между температурой перегретых паров на выходе из испарителя и температурой кипения агента в испарителе.
При уменьшении перегрева до минимально установленного
значения усилия по обе стороны мембраны уравниваются, и под
действием пружины 4 игла ТРВ плотно закрывает проходное отверстие. Чтобы отверстие начало открываться, необходимо создать определенную разность давлений. Минимальный перегрев,
который начинает вызывать перемещение клапана, называется
перегревом начала открытия, иногда «закрытым перегревом».
По конструкции ТРВ бывают мембранные и сильфонные.
Отечественная промышленность выпускает только мембранные
ТРВ. На рис. 34 показана конструкция ТРВ с внутренним уравнением марки ТРВ-2М, имеющего данные: холодопроизводительность при стандартном
режиме 2,3 кВт
(2 тыс. ккал/ч)
83

86.

(показана в марке прибора цифрой 2); рабочий диапазон температур кипения от —30 до +10°С;
диапазон настройки перегрева
начала открытия от 2 до 10°С.
максимальное давление 1,6 МПа
(16 кгс/см 2 ); длина капилляра
1,5 м.
Термочувствительная
часть
представляет собой заполненную
определенным количеством хладона-12 герметически закрытую
систему, состоящую из термочувствительного патрона, капиллярной трубки 6, крышки 5 и
мембраны 4,
припаянных
к
штампованному латунному корпусу 3. Мембрана сделана из беРис. 34.
Терморегулирующий венриллиевой бронзы и для лучшей
тиль типа ТРВ-2М
деформации имеет три кольцевых гофра.
Корпус 3 имеет два прилива: входной — для присоединения
к жидкостной линии и выходной — для подсоединения к испарителю. Во входном отверстии ТРВ установлен сетчатый фильтр
2. Стальная запорная игла 10, выполняющая роль клапана ТРВ,
укреплена в держателе 9. Пружина 11, имеющая начальное сжатие, стремится подать иглу вверх и закрыть отверстие в седле 8,
сделанном из фторопласта. Между мембраной 4 и держателем
9 установлены толкатели 7.
Жидкий хладон поступает в ТРВ через фильтр 2. Проходя
через отверстие, открытое иглой в седле, он дросселируется от
давления конденсации до давления кипения и в виде холодной
парожидкостной смеси поступает в испаритель.
Пространство
под мембраной ТРВ сообщается с испарителем через зазоры
между толкателями 7 и отверстиями, в которых они установлены,
поэтому под мембраной поддерживается давление, равное давлению в испарителе и соответствующее температуре кипения
агента.
Давление над мембраной пропорционально температуре, полученной термобаллоном, которая зависит от температуры пара
на выходе из испарителя. При увеличении перегрева разность
давлений по обе стороны мембраны возрастает; преодолевая
жесткость пружины //, мембрана прогнется вниз и через толкатели 7 откроет клапан на большую величину. Таким образом,
ТРВ является регулятором непрерывного (плавного) действия,
осуществляющим пропорциональное регулирование.
Перегрев
начала открытия клапана регулируется при помощи регулировочного винта /, изменяющего жесткость регулировочной пружины
11. При вращении винта по часовой стрелке жесткость пружины
84

87.

уменьшается (резьба левого шага) и клапан будет открываться
при меньшем перегреве, что увеличит наполнение испарителя
агентом. Вращение винта против часовой стрелки приведет к
обратному действию. Винт имеет резиновое уплотнение 12. Колпачок 13, устанавливаемый на красномедной прокладке, предохраняет от возможных утечек хладона и обмерзания сальника, а
отверстие 14 позволяет использовать его в качестве торцовогоключа для вращения регулировочного винта.
Рассмотрим, как будет действовать ТРВ с внутренним уравниванием, показанный на рис. 33, а, если его применить для испарителя, в котором вследствие высоких гидравлических сопротивлений происходит падение давления на 0,02 МПа (0,2 кгс/см 2 ).
Такой испаритель показан на рис. 33, б.
На входе в испаритель при давлении 0,182 МПа хладон начнет кипеть при —15°С, однако вследствие большой длины змеевиков и малого диаметра труб, давление в сечении /—/ снизится
до 0,163 МПа (1,66 кгс/см 2 ), ввиду чего температура кипения
хладона снизится до —18°С. На участке от сечения /—/ до сечения //—// хладон перегреется на 5°С, и его параметры на выходе будут 0,163 МПа, —13°С. Термобаллон примет более низкую, чем в первой схеме, температуру —13°С, а давление над
мембраной соответственно снизится до 0,196 МПа. Под мембраной
давление будет 0,182 МПа плюс усилие пружины 0,021 МПа
(0,22 кгс/см 2 ), итого 0,203 МПа (2,08 кгс/см 2 ). Несмотря на перегрев 5°С, ТРВ будет закрыт, так как снизу на мембрану действует большее давление.
Нетрудно проверить, что ТРВ откроется на прежнюю величину при температуре термобаллона —13°С. Но этому уже будет
соответствовать перегрев не на 5°С, а на 8°С. Из рассмотренного
примера можно сделать вывод, что в процессе работы при большом гидравлическом сопротивлении испарителя тот же перегрев
вызывает меньшую разность давлений и клапан открыт на меньшую величину. Обеспечить требуемое заполнение испарителя;
можно только при увеличении перегрева, т. е. при недостаточном
заполнении испарителя и уменьшении активно работающей его
поверхности. В связи с этим для испарителей, гидравлическое сопротивление которых
превышает
0,015—0,02 МПа
(0,15-^2
ч-0,2 кгс/см ), применяют ТРВ с внешним уравниванием, т. е. с
уравнительной трубкой (см. рис. 33,6). Полость под мембраной
изолирована от полости за клапаном диафрагмой 6 с сальником
7. Давление под мембрану подается не со стороны входа, а со
стороны выхода из испарителя, по уравнительной трубке 5, подсоединяемой в непосредственной близости от места установки
термобаллона.
Теперь под мембраной будет давление 0,163 МПа плюс
0,021 МПа — усилие пружины, итого 0,184 МПа, а над мембраной 0,196 МПа. Разность давлений по обе стороны мембраны
почти та же, что в предыдущем примере, и клапан ТРВ будет
открыт на заданную величину, несмотря на падение давления в
85

88.

Рис. 35 Терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием:
а — ТРВК-Ю; б — ТРВК-ЮО
испарителе. Диафрагма 6 позволяет также предусмотреть на
выходе из ТРВ дополнительное дроссельное сечение 8, что разгружает основной клапан, уменьшая перепад давления на него,
и позволяет увеличить его диаметр.
Терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием марки
ТРВК.-Ю (рис. 35, а) имеет холодопроизводительность 11,5 кВт
(10 тыс. ккал/ч) при 1й=Ь°С, ^К=30°С и минимальном перегреве
начала открытия клапана; рабочий диапазон температур кипения от —30 до +10°С; диапазон настройки перегрева начала открытия от 2 до 7°С, максимальное давление 0,12 МПа (12 кгс/см2),
длина капилляра 3 м. Жидкий хладон подается в ТРВ через
штуцер 1, давление конденсации действует в сторону закрытия
клапана. Холодная парожидкостная смесь агента подается в
испаритель через штуцер 2. Полости над клапаном и под мембраной разделены диафрагмой 13 и сальником штока 9. Сальник
выполнен из набора колец, изготовленных из специальной резины.
Уравнительная трубка, подсоединенная к штуцеру 5, сообщает
лодмембранное пространство с выходной частью испарителя.
При изменении разности по обе стороны мембраны 7 перемещаются жесткий центр 6, верхний упор 8, шток 9 с игольчатым
клапаном 14, и соответственно, изменяется подача хладона в
'испаритель.
.86

89.

Желаемый перегрев начала открытия клапана ТРВ достигается вращением регулировочного винта 11, при этом с помощьюконических шестерен 12 и 3 получит поступательное движение
нижний упор 4, что изменит натяжение пружины 10.
Терморегулирующий вентиль марки ТРВК-ЮО (рис. 35,6)
рассчитан на холодопроизводительность 116 кВт (100 тыс.
ккал/ч) при ?0—5°С, ?К=30°С и минимальном перегреве начала
открытия клапана. Диапазоны рабочих температур и настройки
перегрева те же, что у ТРВК-Ю. Прибор отличается большими
размерами и конструкцией седла клапана.
В марках ТРВ, предназначенных для работы на К22, вначале
указывают цифру 22. Буква «Т» в марке обозначает тропическое исполнение. Рассмотрим особенности подключения ТРВ,
регулирующего подачу хладона в испаритель — воздухоохладитель системы кондиционирования воздуха. Для
равномерного
охлаждения воздуха, нагнетаемого вентилятором через воздухоохладитель, последний составляется из нескольких параллельно подключаемых секций, в каждую из которой должно подаваться равное количество хладона (движение воздуха через воздухоохладитель должно всегда идти по горизонтали, как показано на рис. 36). Но такие параллельно подключенные секции
практически не могут иметь одинакового гидравлического сопротивления. Разность в сопротивлениях хотя и незначительна, однако нарушает распределение парожидкостной смеси по параллельным секциям.
Для обеспечения равномерной подачи хладона применяют
ТРВ с распределителем, имеющим отводы в каждую секцию. Распределитель 1 ввиду малого диаметра отверстия 2 обладает большим гидравлическим сопротивлением, около 0,1 МПа (1 кгс/см2),
и благодаря этому сближает величины сопротивлений отдельных
Рис. 36. Терморегулирующий вентиль с распределителема — схема
установки ТРВ
перед воздухоотделителем;
/ — вход жидкого хладона; // — выход пара хладона
б — распределитель
хладона;
87

90.

секций. Допустим, что к одному ТРВ параллельно подключены
две секции испарителя с сопротивлением 0,001 и 0,003 МПа, тогда в первую секцию будет поступать больше жидкости, чем во
вторую. Если же подачу агента в обе секции осуществлять через
распределитель с сопротивлением 0,1 МПа, то общее сопротивление каждой секции составит 0,101 и 0,103 МПа (1,01 и
1,03 кгс/см 2 ). Разность между величинами сопротивлений уменьшилась и практически не влияет на подачу жидкости, секции
будут работать с одинаковой нагрузкой.
В ТРВ с распределителем дросселирование от рк до ро осуществляется в два приема: в отверстии клапана ТРВ и в дроссельных отверстиях 2 распределителя (см. рис. 36). Полость под
мембраной изолируется от полости клапана (что исключает действие под мембрану промежуточного давления дросселирования)
и сообщается уравнительной линией с общим выходным трубопроводом воздухоохладителя, как это делается у всех ТРВ с
внешним уравниванием.
Распределитель снижает производительность ТРВ при работе
на хладоне-12 и хладоне-22 примерно на 20—30%.
18.
РЕЛЕ
ДАВЛЕНИЯ
Изменение давления всасывания. Рассмотрим простейший
случай, когда компрессор обслуживает один охлаждаемый
объект, например провизионную кладовую. Для поддержания
заданной низкой температуры холодопроизводительность компрессора должна быть равна количеству тепла, проникшего в эту
кладовую и образующегося в ней. Ранее уже отмечалось, что
при проектировании установок холодопроизводительность оборудования рассчитывается из условия погашения максимально
возможных теплопритоков, т. е. всегда предусматривается резерв
холодопроизводительности. Поэтому для обеспечения равенства
рабочей холодопроизводительности и теплопритоков возникает
необходимость! регулирования холодопроизводительности компрессора.
В простейшем случае оно осуществляется путем остановки
компрессора при достижении в кладовой низшей требуемой температуры и его последующего пуска в тот момент, когда температура в охлаждаемом помещении станет максимально допустимой. Такая работа компрессора называется цикличной и может
обеспечиваться автоматическим прибором — реле низкого давления (РИД), иногда называемым прессостатом.
Реле низкого давления устанавливают на линии всасывания
компрессора. Оно реагирует на давление всасывания, близкое по
величине к давлению кипения агента в испарителе. Проследим,
как изменяется это давление при цикличной 'работе.
Так как холодопроизводительность компрессора выше теплопритоков, то во время его работы температура в помещении по-

91.

нпжается, что ведет к снижению интенсивности кипения жидкости
в змеевиках испарителя. Одновременно с этим уменьшается
перегрев пара агента на выходе из испарителя, и ТРВ автоматически уменьшает подачу жидкости в испаритель. Пара, образующегося в испарителе, становится меньше, в результате чего давление в испарителе и на линии всасывания компрессора понижается. При этом снижается и температура кипения агента в испарителе. Таким образом, определилась важная зависимость: при
работе компрессора с понижением температуры охлаждаемого
объекта уменьшается давление на линии всасывания компрессора, а следовательно, и температура кипения агента в испарителе.
Когда давление на линии всасывания понизится до нижнего
заданного значения, РНД отключит компрессор. Чем ниже давление, при котором РНД остановит компрессор, тем ниже температура установится в охлаждаемом помещении. После остановки компрессора ТРВ постепенно закроется, так как уравнивание температур агента в начале и в конце змеевика испарителя приведет к уравниванию давлений по обе стороны мембраны,
и пружины плотно закроют клап'ан.
После остановки компрессора приток тепла вызывает повышение температуры охлаждаемого объекта, что приведет к повышению температуры и давления агента в испарителе. Когда давление в испарителе повысится до верхнего заданного предела,
РНД снова включает компрессор. Чем выше давление, при котором РНД включает компрессор, тем более высокой будет температура в кладовой в момент включения. При пуске компрессора
ТРВ откроется, так как давление в испарителе резко понизится,
а температура термобаллона останется высокой, что обеспечит
необходимую для открытия разность давлений по обе стороны
мембраны прибора. Таким образом, при цикличной работе компрессора регулирование температуры в кладовой осуществляется
путем изменения рабочего давления в испарителе, а следовательно средней температуры кипения холодильного агента.
Для поддержания требуемых температур охлаждаемого
объекта при помощи РНД его настраивают, исходя из условия,
что ввиду малого гидравлического сопротивления
давление
всасывания непосредственно у
компрессора, куда подключается
реле (рис. 37), незначительно отличается от давления в испарителе, т. е. р В с~роКомпрессор должен выключиться при давлении всасывания,
соответствующем
температуре —<нхкипения хладона, которая принимается на 9—15°С ниже, чем
температура охлаждаемого объ- Рис. 37. Схема подключения реле
екта. Компрессор должен вклю- низкого и высокого давления

92.

чаться при давлении во всасывающем трубопроводе, соответствующем температуре кипения хладона, которая принимается на
2—5°С ниже температуры объекта. Если между воздухом охлаждаемого помещения и поверхностью испарителя осуществляется
естественный конвективный теплообмен, принимают большую разность температур (температурный напор), а если в испаритель
встроен вентилятор, обеспечивающий принудительный более интенсивный теплообмен — меньшую.
Например, РИД методом «пуска—остановок» должно обеспечить температуру охлаждаемого объекта (К12) от —10 до —8°С. Значит при — 10°С компрессор должен отключаться, а при —8°С включаться. Вентилятора нет, поэтому
температурный напор при выключении примем 13°С. Тогда температура кипения
К12 равна
—23°С, соответствующее абсолютное давление 0,134 МПа (1,37
кгс/см2), а избыточное — 0,034 МПа (0,34 кгс/см2). При этом давлении РИД
должно отключать компрессор.
Температурный напор при включении компрессора примем равным 4°С.
Тогда температура хладона в испарителе будет
—12°С, а соответствующее избыточное давление — 0,10 МПа (1,05 кгс/см2). При этом давлении РИД должно включать компрессор. Если в кладовой установлен вентилятор (охлаждение
осуществляется воздухоохладителями), давление включения (и выключения)
компрессора будет несколько большим.
После того как установка будет пущена и охлаждаемый объект примет устойчивую температуру, при необходимости корректируют настройку РИД, ориентируясь по показаниям термометра
в охлаждаемом помещении. Следует помнить, что настройка реле
на давления более низкие, чем следует, как уже отмечалось, приводит к снижению холодопроизводительности установки и более
интенсивному образованию инея на испарителе.
В схемах, где предусмотрено управление компрессором другими автоматическими приборами, РНД устанавливают в качестве прибора защиты от вакуума.
Для автоматического отключения компрессора при увеличении давления нагнетания выше допустимого установку снабжают
прибором защиты — реле высокого давления (РВД), иногда
называемым включателем максимального давления или маноконтроллером. Причинами опасного повышения давления могут
быть прекращение или ухудшение охлаждения конденсатора,
пуск компрессора с закрытым нагнетательным вентилем и др.
Реле высокого давления, соединенное с нагнетательным трубопроводом компрессора, размыкает контакты при повышении и
замыкает их при понижении давления (см. рис. 37).
Реле давления (как РНД, так и РВД) настраивают на определенные (каждый свою) величины /?вкл и рвыкл. Разность этих
давлений определяет зону нечувствительности прибора к изменению контролируемого давления и называется дифференциалом
реле давления. Для того чтобы изменить дифференциал, достаточно изменить одну из величин, на которые настроен прибор.
Узел прибора, которым изменяют р вкл или р в ыкл, называют
узлом настройки дифференциала- Узел прибора, которым измеЭО

93.

няют обе эти величины одновременно (при сохранении дифференциала), называют узлом настройки диапазона.
Принцип действия реле давления (РД) основан на уравновешивании сил,
создаваемых давлениями контролируемой среды
на дно чувствительных элементов — сильфонов силами упругих
деформаций регулирующих пружин РНД и РВД могут быть выполнены отдельными приборами — одноблочные РД или в едином корпусе с общим микровыключателем — двухблочные РД
Реле давления типа РД-Б. Рассмотрим устройство и принцип
работы одноблочных реле давления РД-1Б, применяемых в качестве РНД, и РД-2Б ,— в качестве РВД.
Прибор РД-1Б-01 (рис. 38) имеет диапазон контролируемых
г
давлений размыкания контактов от —0,3 (вакуум) до 4 кгс/см
(от остаточного давления 0,07 до 0,4 МПа) и регулируемый диф2
ференциал от 0,4 до 2,5 кгс/см (от 0,04 до 0,25 МПа).
Сильфонная камера 2 сообщается со всасывающей трубой
компрессора. При повышении давления всасывания сильфон /
сжимается, и под нажимом штока 17 угловой рычаг 15 поворачивается на оси 16 по часовой стрелке. При этом, до тех пор
пока не будет выбран зазор Ъ (между траверсой 3 углового рычага 15 и прорезью в рычаге 5), давление на сильфон преодолевает сопротивление только сжатой пружины 13, а после того как
зазор Ъ будет выбран — и сопротивление работающей на растяжении пружины 7. Рычаг 5 при этом будет поворачиваться на
оси 4 против часовой стрелки.
Когда вследствие поворота углового рычага 15 точка 18 подвеса пружины 19 пересечет ось рычата 20, последний перекинется
вправо, контактная пластина 21 микровыключателя 14 резко
замкнет выводы 24 и 22 цепи пускового устройства компрессора.
При снижении давления всасывания пружины 13 и 7 будут
возвращать
рычаги
соответственно
15
и 5 в
обратном
Рис 38 Реле давления РД-1Б-01:
а — внешний вид; б — принципиальная схема; в — положения микровыключателя
91

94.

направлении до того момента, когда левый конец рычага 5 упрется в ограничитель 6. Дальнейший поворот углового рычага 15 будет происходить под действием только пружины 13.
Микровыключатель устроен так, что при прекращении внешнего воздействия контактная пластина стремится снова перейти
в правое положение (на контакт 23). Поэтому при повороте рычага 15 влево точка 18 также переместится влево, и контакты
резко разомкнутся — компрессор остановится. Следует обратить
внимание на то обстоятельство, что пружина 7 работает только
при замыкании контактов, а следовательно, ее натяжение влияет на величину только рвкл. Если изменить натяжение этой пружины, то за счет изменения р в к л изменится дифференциал прибора РВКЛ—рвьшлЕсли, не трогая пружину 7, вращать винт 12 и изменять натяг пружины 13, то изменяются одновременно давления включения и выключения прибора, а разность между ними (дифференциал) остается неизменной. Следовательно, пружиной 13 регулируется диапазон.
Прибор снабжен шкалами 9 диапазона (правая) и дифференциала (левая). Для того чтобы определить значение какого давления (РВКЛ или РВЫКЛ) устанавливать при настройке прибора на
шкалу диапазона, можно пользоваться следующим
правилом:
на шкалу диапазона устанавливается то давление, на которое
не влияет изменение настройки узла регулирования дифференциала. В нашем случае, как было показано, изменение дифференциала не влияет ча- р в ы клДопустим, что прибор необходимо настроить на />выкл = 0,4 кгс/см 2 и /?вкл =
= 1,1 кгс/см 2 .* Отдав маховичок //, снимаем стопорную пластину 10 Вращая с помощью маховччка // винт настройки диапазона 12, устанавливаем правую стрелку
против значения 0,4 кгс/см 2 на шкале диапазона. Затем вращением винта настройки дифференциала устанавливаем левую стрелку против деления, соответствующего
2
значению 1,1 — 0,4 = 0,7 кгс/см , на шкале дифференциала: рвк.ч = /?выкл + дифференциал.
Если РНД размыкает контакты, когда давление (всасывания)
понизится, и снова их замыкает, когда давление повысится, то
РВД, наоборот, при повышении давления (нагнетания) размыкает контакты, а при понижении •— их замыкает. Ввиду этого
РВД типа РД-2Б (рис. 39) отличается от прибора РД-1Б-01 (см.
рис. 38) жесткостью пружин диапазона 13 и дифференциала 7,
размерами сильфона 1 и расположением оси 4 рычага 5. Наряду с другими унифицированными деталями все приборы типа
РД-Б имеют одинаковый микровыключатель, но у РВД цепь
пускового устройства компрессора подключается к выводам 24
и 23 (см. рис. 38, в).
* Учитывая, что в настоящее время (и ближайшие годы) шкалы автоматических приборов как отечественного, так и зарубежного производства
градуируются в ранее действовавшей смешанной системе единиц, здесь и далее примеры настройки автоматических приборов приводятся в этой системе.
92

95.

Корпус 2 сильфона 1 (см
рис. 39) сообщается с нагнетательной
трубой компрессора.
При опасном повышении давления рычаги 9
(угловой) и
5 поворачиваются
по часовой
стрелке.
Когда рычаг 5 упрется в ог- 7"
раничитель 6, пружина 7 пере- в'
станет работать. В дальнейшем 5растущее давление на сильфон
/ будет поворачивать
угловой
рычаг 9, преодолевая упругость
только пружины 8 (траверса 4
при этом будет перемещаться в
прорези рычага 5). Когда дав- Рис 39. Принципиальная схема реление нагнетания станет равным ле давления РД-2Б
установленному при настройке
прибора, разомкнутся контакты
микровыключателя. При снижении давления нагнетания произойдет обратное: в процессе поворота углового рычага 9 под
воздействием пружины 8 будет выбран зазор в рычаге 5, и с
этого момента до момента замыкания контактов будет работать
на растяжение и пружина 7. Следовательно, р в к л зависит от жесткости не только пружины 8, но и пружины регулирования дифференциала 7. Применяя уже известное правило настройки, определим, что изменение дифференциала в рассмотренном приборе
не влияет на р в ыклПоэтому при настройке прибора на шкалу диапазона устанавливается рвыкл, а на шкалу дифференциала — разность
Рвыкл—Рвкл: Рвкл=рвыкл — дифференциал.
Выпускают две модификации приборов РД-2Б; РД-2Б-02 и
РД-2Б-03 (по внешнему виду эти приборы отличаются друг от
друга диаметром сильфонной камеры, шкалами настройки и надписью на крышке).
Диапазон контролируемых давлений размыкания контактов:
РД-2Б-02 — от 0,1 до 0,7 МПа (от 1 2 до 7 кгс/см 2 ), РД-2Б-03 —
от 0,7 до 1,9 МПа (от 7 до 19 кгс/см ); регулируемый дифферен2
циал: РД-2Б-02 — от 0,1 до 0,25 МПа (от
1 до 2,5 кгс/см ),
2
РД-2Б-03 от 0,2 до 0,5 МПа (от 2 до 5 кгс/см ).
В качестве защитного РВД в холодильных установках применяют прибор РД-2Б-03.
На рис. 40 показано двухблочное реле давления РД-ЗМ-04.
Реле имеет блок низкого давления (НД), блок высокого давления (ВД) и общий микровыключатель 4. Левая часть прибора—
блок НД отличается от рассмотренного РД-1Б-01 (см. рис. 38)
конструкцией углового рычага, который здесь составлен из двух
рычагов 2 и 3, посаженных на ось 12. Пружина 13 имеет начальное сжатие и при нормальной работе удерживает эти рычаги под
93

96.

прямым углом. Корпус / сильфона блока НД подсоединяется
к всасывающей трубе компрессора. При понижении рвс контакты микровыключателя размыкаются, а при повышении — замыкаются. В положении, показанном на
рисунке,
контакты
разомкнуты.
Принцип действия и порядок
настройки блока НД тот же, что
у ранее рассмотренного прибора
РД-1Б-01 Корпус 10 сильфона
Рис 40 Реле давления РД-ЗМ 04
блока ВД подключается к нагнетательной трубе компрессора.
При опасном повышении давления, превосходящем заданное при
настройке прибора, сильфон 9 сжимается, шток 5, сжимая пружину 7, поднимается и поворачивает угловой рычаг 11 против
часовой стрелки. При этом его вертикальное плечо нажимает на
рычаг 3 и, преодолевая жесткость пружины 13, отводит этот рычаг от головки микровыключателя и тем самым размыкает контакты. На шкале 6 вращением винта 5 устанавливают давление
аварийного размыкания контактов. Блок НД РД-ЗМ-04 имеет
диапазон контролируемых давлений размыкания от —0,7 (вакуум) до 4 кгс/см2 (от остаточного давления 0,03 до 0,04 МПа),
регулируемый дифференциал от 0,4 до 2,5 кгс/см2 (от 0,04 до
0,25 МПа), блок ВД — диапазон от 7 до 19 кгс/см2 (от 0,7 до2
1,9 МПа), дифференциал нерегулируемый равен 3 кгс/см 2
(0,3 МПа).
Предельно
допустимое
давление 25 кгс/см
(2,5 МПа). Реле РД-ЗМ-04 по диапазону регулирования рассчитано на работу на К12 и Н22.
Реле давления фирмы «Данфосс». Реле давления типа КТ и
МР фирмы «Данфосс» широко применяют на судах зарубежной
постройки.
Рассмотрим РНД КТ1 (КТ1А). Камера сильфона / (рис. 41)
сообщается со всасывающим трубопроводом компрессора. На
стальном штоке 12 прочно укреплены ограничительная втулка 5
и упор 2, на резьбе штока может перемещаться муфта 4. При
понижении давления всасывания шток 12 под действием пружины 6, имеющей начальное сжатие, перемещается вниз, нажимает
на левый конец пластины 10, и, когда точка 18 при движении
вверх пересечет линию контактной пластины 19, контакты Л и
В разомкнутся. При повышении давления всасывания шток 12,
преодолевая жесткость пружины 6, перемещается вверх, и, когда муфта 4 нажмет снизу на пластину 10, контакты Л и В замкнутся При перемещении штока 12 в пределах установленного
дифференциала контактная пластина 19 устойчиво занимает свое
положение. Из рассмотренного принципа работы прибора ясно,
что для размыкания контактов при снижении давления кабель
94

97.

Рис 41. Реле давления типа КТ:
а — принципиальная схема, б — схематический чертеж, в — общий вид, г— положения
и икровык люч ател я

98.

должен быть подсоединен к выводам А к В. Кабель подводится
к выводам через сальник 15. Вывод 14 служит для заземления
корпуса. Центрующее устройство 13 обеспечивает устойчивое
положение штока 12 и в то же время не препятствует его осевому перемещению. На крышке прибора имеется шкала диапазона, градуированная в а/о (избыточное давление в кгс/см 2 ) и
рз1 (фунты на квадратный дюйм).
При вращении маховичка 5 настройки поступательно перемещается упор 7 и изменяется натяжение пружины 6. Положение
указателя 16 натяжения пружины видно в застекленной прорези
крышки прибора.
Дифференциал реле зависит от расстояния с1, и настройка его
осуществляется муфтой 4. Вращение муфты в пределах одного
оборота ограничивается упорами //. Пружина 3 исключает произвольное проворачивание муфты 4 от вибрации.
При вращении муфты 4 вправо она поднимается, следовательно, замыкание контактов произойдет раньше, при более низком
давлении. Таким образом, муфтой 4 изменяют дифференциал за
счет РВКЛ- Следовательно, при настройке на шкалу диапазона
следует устанавливать р в ыклДиапазон регулирования составляет от 600 мм рт. ст. (вакуум) до 3 кгс/см 2 , дифференциал — от 0,5 до 3 кгс/см2.
Допустим, что прибор необходимо настроить таким образом, чтобы реле
размыкало контакты при 0,6 кгс/см 2 и включало при 1,6 кгс/см2. Вращением
маховичка 5 устанавливают указатель 16 против деления, соответствующего
0,6 на шкале диапазона. Дифференциал равен 1,6—0,6=1,0 кгс/см2. На боковой
поверхности муфты 4 имеется шкала дифференциала, разбитая на 10 равных
частей. Поскольку поворот муфты 2 4 на один оборот соответствует изменению
дифференциала от 0,5 до 3 кгс/см (указано
на крышке прибора), цена одно2
го деления равна (3—0,5) 10 = 0,25 кгс/см
При крайнем верхнем положении
2
муфты 4 дифференциал равен 0,5 кгс/см Следовательно, чтобы получить дифференциал 1,0, необлодиыо снять крышку прибора, повернув вправо, поставить
муфту 4 в крайнее верхнее положение, а затем повернуть ее влево на два деления относительно
указателя 17. Тогда дифференциал составит 0,5+0,25X2 =
= 1,0 кгс/см 2 .
Реле давления КТ5 (КТ5А), применяемые в качестве выключателя максимального давления, унифицированы по большинству
узлов, включая микровыключатель, с рассмотренным реле КТ1
Внешне приборы отличают шкалами настройки. Для того чтобы
при повышении давления (нагнетания) прибор размыкал контакты, кабель подключают к выводам А и Б. Изменение дифференциала производится за счет рвык.т Поэтому при настройке на
шкалу диапазона устанавливют р в к л, что подтверждается надписью на шкале «81ай ргеззиге».
2
Если на шкале диапазона установлено 9 кгс/см , а дифферен2
циал настроен на 2 кгс/см , то контакты разомкнутся
при РВЫКЛ=
2
=РВКЛ-Г-дифференциал—9+2 = 11 кгс/см . Замкнутся контакты
при давлении, равном 9 кгс/см2. Диапазон регулирования КТ5
2
составляет от 0,1 до 1,5 МПа (от 1 до 15 кгс/см ), а дифферен2
циал — от 0,1 до 0,5 МПа (от 1 до 5 кгс/см ).
96

99.

23, *
Рис. 42. Двухблочное реле давления МР15:
а — внешний вид; б — принципиальная схема; в
"?9
положения микровыключателя
Реле КТ1А и КТ5А предназначены для обслуживания как
фреоновых, так и аммиачных холодильных машин. Детали, соприкасающиеся с холодильным агентом, выполнены из нержавеющей стали. Реле КТ1А имеет те же пределы настройки диапазона
и дифференциала, что и прибор КТ1. Диапазон настройки КТ5А
2
составляет от 0,1 до 1,7 МПа (от 1 до 17 кгс/см ), а дифферен2
циал — от 0,1 до 0,4 МПа (от 1 до 4 кгс/см ).
В установках средней и большой холодопроизводительности
функции приборов защиты (РНД и РВД) сводятся только к
выключению компрессора. Включение компрессора благодаря
соответствующей электрической схеме в этом случае можно произвести только вручную на щите после устранения причин, вызвавших выключение машины.
На рис. 42 показано двухблочное реле давления МР15. При
повышении давления всасывания сильфон 22 блока НД растягивается и угловой рычаг 19, сжимая пружину диапазона 18,
поворачивается по часовой стрелке на оси 21. Этому содействует
растянутая пружина 4 дифференциала, но только до тех пор,
пока тяга 23 не упрется в ограничитель 2. Далее пружина 4 из
работы выключается. При дальнейшем повороте рычаг 19 сдвигает вправо шток 16 микровыключателя 17, и контакты 24 и 29
резко замыкаются. При снижении давления происходит обратное
действие. Как только левый конец углового рычага 19 коснется
нижней кромки прорези 3, вступает в действие и пружина 4 дифференциала.
При дальнейшем повороте углового рычага 19 под воздействием пластинчатой пружины 25 изменяет свое положение пластина 26, а контактная пластина 28 под влиянием нового положения пружины 27 резко размыкает контакты 24 и 29. Таким
образом, в этом приборе изменение усилия пружины дифференциала 4 влияет на величину р в ыкл- Поэтому при настройке реле
этой конструкции, вращая регулировочный винт 13, устанавливают на шкале диапазона желаемое ракл, а затем винтом 12 —
4—5247
97

100.

требуемое значение на шкале дифференциала. Окончательную
настройку давления размыкания контактов при необходимости
осуществляют головкой 11, которая после постановки на место
стопорной 2 пластины 9 может быть повернута на один оборот
(0,5 кгс/см ).
Блок БД работает следующим образом. При чрезмерном повышении давления на стороне нагнетания компрессора сильфон
/, преодолевая усилие пружины 7, растягивается. Угловой рычаг
6 поворачивается на оси 5 против часовой стрелки, тяга 14 подается влево, а упор 15, нажимая на верхний конец углового
рычага 19, сожмет жесткую пружину 20 и разомкнет контакты.
При этом нижний конец собачки 10 под действием пружины опустится и застопорит тягу 14. Включение компрессора может быть
произведено только после того, как собачка 10 будет вручную
взведена.
Необходимое давление выключения компрессора при настройке прибора устанавливают вращением регулировочного винта 8,
при этом ориентируются по показаниям манометра, поставленного на нагнетательной стороне компрессора.
Реле типа МР выполняют также в виде одноблочных приборов с марками соответственно МР1 (РИД) и МР5 (РВД).
19. РЕЛЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Для поддержания заданной температуры в охлаждаемых кладовых или температуры рассола используют реле температуры
различных типов. В морской практике в этих целях наиболее
широко применяют манометрические двухпозиционные реле температуры (другие названия прибора: термостат, термореле, датчик температуры).
Реле температуры воздействует на исполнительный прибор,
которым может быть соленоидный или моторный вентиль, расположенный на трубопроводе холодильного агента или рассола,
а также выключатель компрессора или вентилятора воздухоохладителя.
На рис. 43 приведена принципиальная схема ТРДК-3 (термореле дистанционное, корабельное). Термочувствительная система
состоит из термопатрона 14, капиллярной трубки 15 и камеры с
сильфоном /. Эта система герметична и заполнена хладоном-12
Термореле изготовляют с термосистемой одной из двух модификаций: с гладким цилиндрическим термопатроном — для жидкой среды (например рассола) и с ребристой поверхностью термопатрона — для воздуха. Давление, действующее на сильфон 1
термосистемы, уравновешено через шток 2 и рычаг 3 силой упругой деформации пружины 4, зацепленной за конец рычага 3. К
другому концу пружины прикреплен указатель 5 с резьбовым
отверстием для регулировочного винта 6. К рычату 3 прикреплена пластинчатая пружина 13, которая в силу своей упругости
98

101.

Рис. 43. Реле температуры ТРДК-3:
а

принципиальная
схема,
б —
положения
микровыключателя
стремится к нему приблизиться. Между пружиной и этим рычагом находится регулировочная серьга 12.
При повышении температуры регулируемой среды давление
на сильфон увеличивается, равновесие нарушается, и, растягивая
пружину 4, рычаг 3 поворачивается против часовой стрелки. При
этом правый конец пластинчатой пружины 13 войдет в соприкосновение с головкой штока 10, подаст шток 10 вверх, и контакты
16 микропереключателя 11 замкнутся. При понижении температуры охлаждаемой среды рычаг 3 под воздействием пружины 4
поворачивается по часовой стрелке, выбирается слабина, а затем
правый конец рычага 3 подает шток 10 вниз, и контакты размыкаются.
Дифференциал прибора зависит от расстояния А и регулируется вращением винта 9. При вращении винта по часовой стрелке
регулировочная серьга 12 перемещается вправо, а расстояние А
и дифференциал прибора увеличиваются.
Основные данные ТРДК-3: термореле изготавливают со шкалой настройки температур в следующем диапазоне: от —2 до
+ 12°С, от —25 до 0°С, от 10 до 30°С; дифференциал регулируется
от 2 до 8°С. Чтобы определить, какую из температур включения
или выключения установить на шкале диапазона при настройке
прибора, воспользуемся уже известным приемом: определим, на
какую из температур (включения или выключения прибора) не
влияет изменение дифференциала, и эту температуру установим
на шкале диапазона.
Из схемы микровыключателя (см. рис. 43, б) видно, что при
изменении дифференциала разность /Вкл—^выкл изменяется за счет
4*
99

102.

Рис 44 Реле температуры типа ТР-5И
а — внешний вид; б — схема мн
кровыключателя
Рис. 45. Реле температуры КТ4
100
^вкл- Поэтому на шкале диапазона
температур следует установить / В Ы клНастроим ТРДК-3 так, чтобы контакты размыкались при —10°С, а замыкались при —8°С. Вращая винт 6 и
тем самым изменяя натяжение пружины 4, установим указатель 5 против деления —10°С на шкале диапазона (верхняя).
Самопроизвольное
поворачивание винта 6 стопорится
контргайкой 8. Пределы регулирования дифференциала указаны на крышке прибора: от 2 до 8°С Шкала
дифференциала
имеет
указатели
максимума и минимума. Вращением
винта 9 установим указатель 7 против «мин» на шкале дифференциала:
^вкл=^выкл — дифференциал.
Более современную конструкцию
представляет собой реле температуры
типа ТР: ТР-1Б-01, ТР-2Б-02, ТР-2Б03 и приборы типа ТР-5М. По узлам
эти приборы унифицированы с рассмотренными ранее реле давления
типа РД-Б (см. рис. 38). Основное
отличие заключается в наличии капиллярной трубки и термобаллона,
подсоединенных к корпусу сильфона
и образующих термочувствительную
систему, заполненную хладоном. У
реле температуры ТР-2Б
в отличие
от ТР-1Б повышение температуры
приводит к размыканию контактов
Реле ТР-5М имеет переключающийся
контакт с тремя выводами (рис. 44).
Если необходимо, чтобы при понижении температуры контролируемой среды контакты размыкались, электрическую цепь подсоединяют к выводам / и 2 (соответственно 22 и 24 на
рис. 38, в). Реле температуры кладовых холодильных установок чаще всего работают именно в этом варианте.
Пользуясь уже известным правилом, несложно установить, что при
указанном подключении прибора изменение дифференциала влияет на
величину ^вкл, поэтому при настройке
прибора на шкалу диапазона следует

103.

устанавливать ^выкл- Если необходимо, чтобы при понижении
температуры контакты замыкались, цепь подсоединяют к выводам 2 и 3 (соответственно 24 и 23 на рис. 38, в). В этом случае
на шкале диапазона устанавливают /вкл. Приборы изготовляют
со шкалами настройки соответственно приведенным выше маркам
от —35 до —5°С, от —20 до +10°С, от +5 до 35°С, дифференциал
на верхней точке диапазона 1,8°С, на нижней — 2,8°С.
Из термореле зарубежных марок на наших судах, построенных
за границей, широко применяют реле температуры типа КТ фирмы «Данфосс», унифицированные по большинству узлов с ранее
рассмотренными реле давления типа КТ.
В приборе КТ4 (рис. 45) термобаллоном служит тонкая трубка
/ с наружным диаметром 4 мм и длиной немного более 1 м,
свернутая в спираль. Реле температуры такого типа устанавливают непосредственно в охлаждаемом помещении. Фирма выпускает такие же по конструкции приборы с капиллярной трубкой и
термобаллоном, позволяющими дистанционно устанавливать прибор. Микровыключатель имеет три вывода, что позволяет применять прибор в двух разных режимах. Шкала диапазона градуирована в градусах Цельсия и Фаренгейта, на муфте настройки
дифференциала 10 равных делений. Правила настройки прибора
те же, что для рассмотренных реле типа КТ, однако для установки дифференциала фирма рекомендует использовать график,
включаемый в инструкцию по обслуживанию. Примерная установка дифференциала с последующей корректировкой по фактическим показаниям термометра может производиться в том же
порядке, как для реле давления типа КТ. Термосистема реле
температуры заполняется хладоном-12. Недостатком такого решения является постепенная потеря агента из небольшой по
объему термосистемы ввиду высокой текучести хладона. Для
устранения этого недостатка термобаллон заполняют твердым
адсорбентом — активированным углем марки СКТ-М-Д, а систему заряжают хорошо адсорбируемым газом —• СС>2. С понижением температуры активированного угля вследствие адсорбции давление в системе понижается. С повышением температуры
происходит обратное.
20.
СОЛЕНОИДНЫЕ
ВЕНТИЛИ
Соленоидные вентили
(СВ) — это запорные устройства с
электрическим дистанционным управлением, устанавливаемые на
трубопроводах холодильного агента, на водяных и рассольных
трубопроводах (другие названия прибора: электромагнитный вентиль, магнитный вентиль, соленоидный клапан). По конструкции
соленоидные вентили бывают поршневые и мембранные, по принципу действия — прямого, комбинированного и непрямого действия. В соленоидных вентилях прямого действия сердечник связан непосредственно с его запорным клапаном. При подаче пи101

104.

Рис. 46. Принципиальная схема соленоидного вентиля прямого действия
Рис. 47. Принципиальная схема
поршневого соленоидного
вентиля с управляющим клапаном
тания в катушку 2 (рис. 46) соленоида сердечник 3 с клапаном
5 из специальных сортов резины втягивается катушкой, и вентиль открывается. При снятии напряжения под действием собственной массы и пружины 1 сердечник с клапаном опускаются,
закрывая вентиль. Намагничиванию сердечника 3 препятствует
втулка 4 из немагнитного материала. Соленоидные вентили прямого
действия выполняют
диаметром
условного
прохода
6—10 мм.
Для уменьшения тока, необходимого для открытия клапана,
соленоидные вентили больших размеров выполняют комбинированного и непрямого действия, с управляющим (разгрузочным)
клапаном. В вентилях комбинированного действия для открытия
клапана используется как сила электромагнита, так и давление
рабочей среды, в вентилях непрямого действия — только энергия протекающей жидкости (разность давлений до клапана и
после него).
Поршневой соленоидный вентиль комбинированного действия
показан на рис. 47. При отсутствии тока управляющий клапан 2
перекрывает отверстие 7 в основном клапане-поршне. 3. Жидкость
с напорной стороны по вертикальной канавке, сделанной на боковой поверхности поршня 3, попадает в полость над поршнем.
Давление жидкости и масса клапана обеспечивают его плотное
закрытие. При появлении тока в катушке 5 сердечник 4 втягивается в катушку и поднимает управляющий (разгрузочный)
клапан 2. Полости над поршнем и под ним сообщаются через
отверстие 7, в результате чего давление над клапаном резко
снижается.
Под действием электромагнитных сил и результирующего
давления жидкости снизу на основной клапан (комбинированное
действие) последний перемещается вверх до полного открытия
вентиля.
102

105.

При отключении катушки сердечник 4 с управляющим клапаном 2 и основной клапан опускаются вниз под действием собственной массы. В отдельных конструкциях предусмотрена пружина, содействующая посадке клапана на седло 6, -— втулка из
немагнитного материала. Винт 1 служит для принудительного
открытия вентиля.
Поршневые соленоидные вентили СВФ (фреоновые) и СВА
(аммиачные) имеют условный проход 10, 15, 25, 40 мм. Потребляемая мощность при включении 80—120 В-А, при работе 20—
30 В-А. Поршневые соленоидные вентили работают недостаточно
надежно — часто заедает поршень в открытом или закрытом
положениях. Вентиль требует тонкой фильтрации жидкости до
входа в него. Поэтому все большее распространение на судах
получают мембранные соленоидные вентили комбинированного
или непрямого действия.
На рис. 48 показан мембранный соленоидный вентиль комбинированного действия СВМ-15 (ту же конструкцию имеют вентили СВМ-6 и СВМ-10). Мембрана 6 разделяет внутреннюю полость вентиля на две части: под- и надмембранную. Жидкость из
напорной линии проходит в полость над мембраной через фильтрующую шайбу по щели высотой 0,3 мм и далее через отверстие
Рис. 48. Мембранный соленоидный вентиль комбинированного действия
103

106.

Рис. 49. Мембранный соленоидный вентиль непрямого
действия
диаметром 1 мм. При включении катушки 3 сердечник 4 с управляющим клапаном 5 поднимается, давление над мембраной
6 падает и основной клапан 1 поднимается под действием перемещающегося вверх сердечника и давления, действующего под
мембраной (комбинированное действие). После отключения электромагнита управляющий клапан садится на свое седло и основной клапан 1 под действием сил тяжести и пружины 2 закрывается.
Преимущество такой схемы — возможность открывать вентиль при перепадах давления между входом и выходом от нуля
до максимума. Принудительное открытие вентиля осуществляют
посредством винта 7.
В СВМ-40 и СВМ-25 (рис. 49) также имеется мембрана 9 и
фильтрующая щель 10, но седло 5 управляющего клапана 6 неподвижно. При подаче питания на катушку СВ сердечник 7, двигаясь вверх, поднимает управляющий клапан 6 и давление из
полости над мембраной стравливается по каналам § и 3. Дав104

107.

лением, действующим снизу на мембрану, основной клапан 2 открывается. При обесточенной катушке управляющий клапан 6,
опускаясь, разобщит каналы 5 и 3. Теперь пространства над и
под мембраной сообщаются только через отверстие / и кольцевой зазор 4, давление по обе стороны мембраны выравнивается,
и вентиль закрывается.
Управляющий клапан конструктивно не связан с основным
клапаном, который открывается под действием только разности
давлений под и над мембраной, отсюда название «непрямого»
действия. Электромагнит здесь служит только для подъема управляющего клапана. Это позволяет резко снизить мощность
электромагнита. Однако для открытия вентиля необходима разность давлений на входе и выходе. Потребляемая мощность СВМ
40 В-А. Материал для мембран рассмотренных вентилей применяют двух видов: ткань М-47 на капроновой основе, которая с
двух сторон покрыта резиновым клеем и вулканизирована, общая толщина ее 0,45 мм, и ткань АМ-93, изготовленная по той
же технологии, но на льняной основе.
К достоинствам мембранных
соленоидных вентилей относятся: надежное закрытие основного клапана, работа без
гидравлических ударов, надежное срабатывание при значительном падении напряжения, хорошая фильтрация жидкости, протекающей через вспомогательные отверстия,
имеющие
малые диаметры, что дает возможность работы холодильной
установки на загрязненных средах.
21.
РЕЛЕ
КОНТРОЛЯ
СМАЗКИ
Давление, создаваемое масляным насосом компрессора,
должно быть выше,
чем давление в картере, на 0,05—0,25 МПа
(0,5—2,5 кгс/см 2 ). Превышение давления масляного насоса над
давлением в картере называют дифференциальным давлением
смазки. Автоматический контроль за этой величиной осуществляется с помощью автоматического прибора — реле контроля смазки (РКС).
Схема реле контроля смазки РК.С-1Б дана на рис. 50. Верхний сильфон 6 сообщен трубкой с картером компрессора, нижний сильфон / — с напорной масляной магистралью и находится
под давлением, создаваемым масляным насосом 9. Донышки
сильфонов соединены штоком 2. При нормальной работе смазочной системы сила, действующая на нижний сильфон, больше силы, действующей на верхний, плюс усилие сжатой пружины 3.
Тогда шток 2 находится в верхнем, а угловой рычаг 8 в правом
положении, и контакты микровыключателя 7 замкнуты. В РКС-1Б
применен микровыключатель той же конструкции, что в РД-1Б-01
(см. рис. 38). При снижении дифференциального давления
до величины, установленной на шкале диапазона 4 (см. рис.
50, а) шток 2 подается вниз, пружина 3 поворачивает рычаг 8
105

108.

4
^Из картера, компрессора
' масляного насоси.
Рис-
50.
Реле
контроля
смазки:
а — принципиальная схема РКС-1Б; б — схема подключения
против часовой стрелки, контакты размыкаются и компрессор
останавливается. При повышении перепада давления контакты
замыкаются.
Прибор РК.С-1Б настраивают вращением муфты 5 на размыкание контактов при дифференциальном давлении от 0,02 до
2
0,25 МПа (от 0,2 до 2,5 кгс/см
). Дифференциал нерегулируемый
2
равен 0,05 МПа (0,5 кгс/см ). Автоматический запуск компрессора осуществляется при нулевом дифференциальном давлении.
Поэтому в электрической схеме пускателя компрессора предусмотрены различные устройства (чаще всего реле времени), которые обеспечивают пуск компрессора при разомкнутых контактах РКС, но автоматически отключают компрессор, если за
определенное время (от 45 до 90 с) давление смазочного масла
(точнее дифференциальное давление) не поднимется до установленной величины. Повторный автоматический пуск компрессора не возможен и его производят вручную на электрощите.
Такая особенность схемы подключения
прибора
обеспечивает
внимание обслуживающего персонала к возникшей неисправности. РКС выполняет функции прибора защиты. На судах, построенных за границей, наибольшее распространение в качестве
РКС получили приборы фирм «Пени» и «Данфосс». Все РКС
имеют одинаковое расположение сильфонов (верхний соединяется с картером, нижний — с насосом) и работают на рассмотренном принципе. Отдельные марки РКС зарубежного производства имеют регулируемый дифференциал, некоторые из них снабжены кнопкой возврата; после срабатывания реле на размыкание
контактов, компрессор может быть пущен только после того,
как нажатием кнопки подвижные части прибора возвращены в
рабочее положение.
106

109.

22.
ВОДОРЕГУЛИРУЮЩИЕ
ВЕНТИЛИ
Давление конденсации зависит от температуры забортной
воды и ее расхода на прокачивание конденсатора. В процессе
эксплуатации судовой холодильной установки в различных широтах температура забортной воды изменяется в очень широких
пределах — от 0 до 33°С. При таком диапазоне изменения температуры забортной воды и постоянном ее расходе избыточное
давление конденсации при использовании
К12 колеблется в пре2
делах 0,3—0,9 МПа
(3
+
9
кгс/см
),
а
К22—0,55-И ,6 МПа
(5,5ч-16,0 кгс/см 2 ). Как отмечалось, понижение давления конденсации приводит к уменьшению затраты электроэнергии, потребляемой компресором, установка работает экономичнее. В то
же время чрезмерное уменьшение давления конденсации приводит к уменьшению подачи ТРВ, что создает опасность нарушения режима работы установки. Поверхность конденсатора рассчитана на максимальную нагрузку при высокой
температуре
забортной воды, поэтому регулирование давления конденсации
кд
по существу сводится к его повышению при малых нагрузках и
низкой температуре
забортной
воды. С этой целью применяют
водорегулирующий
вентиль
(ВРВ), который устанавливают
на входном водяном трубопроводе конденсатора. Перед
ВРВ
подсоединяют фильтр. Широкое
распространение на наших судах, построенных за границей,
получили сильфонные ВРВ фирмы «Данфосс» типа \\ГУ.
Для примера
рассмотрим
ВРВ типа
ШУРМ
(рис. 51).
Штуцер / сообщается с верхней
частью конденсатора. При повышении его тепловой
нагрузки
давление конденсации повышается, сильфон 2 сжимается, опускает шток 4 и клапан 6 вниз,
увеличивая подачу воды в конденсатор. Настройку производят
вращением головки 5, изменяя
нагяг пружины 3. При этом диапазон регулирования по началу
открытия
в рассматриваемом
ВРВ изменяется
от 0,35
до
2
1 МПа (от 3,5 до 10 кгс/см ). Рис. 51. Водорегулирующий вентиль:
установки; б — конструкция
Жесткость пружины такова, что аВРВ— схема
типа ШУРМ
107

110.

клапан открывается на полную величину
при увеличении давле2
ния конденсации на 0,2 МПа (2 кгс/см ). При наличии обводного
трубопровода (как показано на схеме) ВРВ вводят в работу
только в районах плавания с холодной водой, не допуская
сниже2
ния давления нагнетания ниже
0,4
МПа
(4
кгс/см
)
при
работе
2
на К12 и 0,7 МПа (7 кгс/см ) на К22. Следует отметить, что из-за
высокого корродирующего воздействия морской воды ВРВ оказываются недолговечными.
23. СПОСОБЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ВОДИТЕЛЬНОСТИ
РЕГУЛИРОВАНИЯ
ХОЛОДОПРОИЗ-
Холодопроизводительность компрессоров должна быть достаточной для поддержания заданных величин температур охлаждаемых объектов при наибольших теплопритоках. Поступающие в
охлаждаемые помещения теплопритоки зависят от многих факторов: широты, в которой находится судно; времени года и суток; температуры в кладовых и их загрузки; качества изоляции
и др. Величина теплопритоков колеблется в широких пределах.
С изменением тепловой нагрузки растет или уменьшается перегрев пара агента на выходе из испарителя, и ТРВ соответственно изменяет подачу агента в испаритель. При этом изменяется
количество пара, образующегося в испарителе. Приняв производительность компрессора неизменной, рассмотрим следующие
возможные случаи:
тепловая нагрузка меньше холодопроизводительности компрессора. В этом случае в испарителе образовывается меньшее количество пара, чем может отсосать компрессор. Это неизбежно
приведет к снижению давления кипения и всасывания и температуры кипения агента;
тепловая нагрузка равна холодопроизводительности компрессора. Давление и температура кипения агента остаются постоянными, так как объем отсасываемого компрессором пара равен
количеству пара, образующегося в испарителе. Если это равенство тепловой нагрузки и холодопроизводительности достигнуто
при давлении, соответствующем необходимой температуре кипения, то в охлаждаемом объекте обеспечивается заданная температура;
тепловая нагрузка больше холодопроизводительности компрессора. В этом случае количество пара, образующегося в испарителе, больше того, что может отсосать компрессор, давление и
температура кипения ^0 повышаются. Как известно, Холодопроизводительность зависит от /о- Повышение А) приведет к увеличению холодопроизводительности установки <3о, так как вследствие
уменьшения удельного объема всасываемого пара VI увеличится
удельная объемная Холодопроизводительность <?„. Этот процесс
увеличения холодопроизводительности будет продолжаться до
тех пор, пока не наступит равенство между холодопроизводи108

111.

тельностью установки и теплопритоками. Однако этот процесс
самовыравнивания может остановиться на температуре кипения
более высокой, чем та, которая необходима для обеспечения температуры охлаждаемого объекта. В этом случае не будет обеспечена необходимая температура хранения продуктов, что приведет к их порче.
Для поддержания температуры объекта на заданном уровне
холодопроизводительность компрессора должна постоянно соответствовать тепловой нагрузке. Номинальная холодопроизводительность правильно выбранных компрессоров всегда выше
максимально возможной тепловой нагрузки, поэтому регулирование холодопроизводительности сводится к ее уменьшению.
Рассмотрим способы позиционного и плавного регулирования
холодопроизводительности, применяемые в судовых холодильных
установках.
Позиционное регулирование. Цикличная работа компрессора.
Осуществляют такую работу путем периодического пуска и остановки компрессора с помощью РНД (была рассмотрена в § 18)
или термостата. Последний осуществляет управление компрессором, непосредственно воспринимая температуру охлаждаемого
объекта. Температурный дифференциал не должен превышать
2°С (±1°С от средней температуры). Цикличная работа характеризуется двумя показателями: коэффициентом рабочего времени 6 и продолжительностью цикла. Значение коэффициента &
зависит от соотношения холодопроизводительности работающих
компрессоров и тепловой нагрузки:
где тр и Тст — время соответственно работы и стоянки компрессора.
Коэффициент & изменяется от 0 до 1. Чем больше тепловая
нагрузка, тем больше время работы данного компрессора за цикл
и тем больше значение /г. Производительность холодильной установки обычно выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимый температурный режим в кладовых при Ь не выше
0,75. Продолжительность цикла тц=тр+тст.
При одинаковой величине А продолжительность цикла компрессора может быть разной. Например, если компрессор 5 мин
работает и 5 мин стоит, т ц =10 мин, и —0,5; если компрессор
7 мин работает и 7 мин стоит, тп = 14 мин, а и = 0,5.
Однако во втором случае пределы колебания температур
охлаждаемого объекта больше, чем в первом, а число включений
компрессора в час меньше, чем в первом. Продолжительность
цикла зависит от настройки узла дифференциала прибора, управляющего пуском — остановкой компрессора при цикличной
работе. С увеличением дифференциала тц увеличивается. Машины небольшой холодопроизводительности имеют частоту циклов
109

112.

5—6 в час, большой (особенно машины с рассольным охлаждением) 2—3 в час.
Способ регулирования холодопроизводительности методом
пуска — остановок широко применяют во всех судовых холодильных установках, кроме обслуживающих системы кондиционирования воздуха с непосредственным охлаждением воздухоохладителей. К его недостаткам относятся неизбежность колебаний
температур охлаждаемого объекта, повышенный износ компрессора и электродвигателя от частых пусков и др.
Изменение числа работающих компрессоров. Каждым из компрессоров в этом варианте управляет РНД или реле температуры, пределы настройки которого сдвинуты относительно другого.
Если холодопроизводительность одного работающего компрессора окажется недостаточной для погашения теплопритоков,
повышается температура охлаждаемого объекта, увеличиваются
давление кипения и близкое по величине давление всасывания.
У второго компрессора РНД (или термореле), пределы настройки которого выше, чем у работающего, среагирует на изменение
контролируемого параметра и включит второй компрессор, холодопроизводительность соответственно увеличится.
При уменьшении тепловой нагрузки контролируемые параметры понижаются и происходит выключение компрессоров в
обратном порядке.
Ступенчатое регулирование частоты вращения
компрессора.
Осуществляют такое регулирование с помощью двух- или многоскоростных электродвигателей. При уменьшении частоты вращения компрессора уменьшаются его производительность и потребляемая электродвигателем мощность (незначительно).
Переключения осуществляют посредством камерных термостатов. Однако следует отметить, что конструктивная сложность,
значительное увеличение габаритов и стоимости как самого многоскоростного двигателя, так и переключающего устройства
(стоимость которого близка к стоимости самого двигателя) значительно ограничивают область применения этого удобного в
эксплуатации способа регулирования.
Изменение числа работающих, цилиндров. У компрессоров с
регулируемой производительностью такой процесс осуществляется последовательным отжимом всасывающих клапанов парных
цилиндров. Отжим всасывающих клапанов может быть электрическим или гидравлическим. Соответствующие конструкции были
рассмотрены в § 7. Регулирование холодопроизводительности путем отжима всасывающих клапанов применимо только для непрямоточных компрессоров. Включаются или выключаются парные цилиндры в результате срабатывания реле давления системы
регулирования холодопроизводительности, реагирующих на изменение величины давления всасывания компрессора. Позиционное
регулирование за счет отжима клапанов связано с повышением
построечной стоимости компрессора, а также с потерями энергии, расходуемой на бесполезное переталкивание пара через ка110

113.

налы компрессора. Однако, ис1 Из испар/. ше/'Я
пользуя компрессоры, оборудованные механизмами
отжима
всасывающих клапанов, можно
получить несколько вариантов
холодопроизводительности
при
непрерывной работе компрессора. Кроме того, можно автоматически обеспечить
разгрузку
компрессора при пуске и его защиту при нарушениях в смазочной системе в случае регулирования гидравлическим способом.
Байпасирование перепуском
охлажденного пара из конденсатора во всасывающую трубу
кладьвых
компрессора. Этот способ регулирования холодопроизводитель- Рис. 52. Схема регулирования холоп} тем
перености осуществляется
подачей допроизводительности
пуска пара агента из
конденсатора
импульса на два
соленоидных во всасывающую тр^бу компрессора
вентиля (СВ) / и 2 (рис. 52), установленных на байпасных трубопроводах,
соединяющих
конденсатор КД
со
зсасывающей
стороной
компрессора
КМ.
Трубопровод
подсоединяют к конденсатору с таким расчетом, чтобы перепускался
пар, охлажденный верхними рядами трубок конденсатора. При снижении тепловой нагрузки снижается давление всасывания и РИД,
замыкая контакты, открывает СВ 2. При этом пар перепускается
из конденсатора во всасывающую трубу компрессора, снижая его
производительность (по пару, отсасываемому из испарителей). Прч
дальнейшем снижении тепловой нагрузки РВД откроет СВ /. В
системах рассольного охлаждения соленоидными вентилями управляют реле температуры, контролирующие температуру рассола. На фланцах соленоидных вентилей устанавливают дроссельные
шайбы, отверстия которых подобраны с таким расчетом, чтобы после открытия первого СВ холодопроизводительность компрессора
снижалась до 75% номинальной, а после открытия второго — до
50%. При повышении нагрузки реле закрывают соленоидные вентили в обратном порядке, повышая производительность компрессора. Конструкция микровыключателей, управляющих реле давления, должна предусматривать такое их подключение, чтобы при
понижении давления (или температуры) контакты замыкались.
Для этих целей можно использовать реле давления РД-1Б-01, термореле ТР-5М и другие, имеющие подходящие пределы регулирования диапазона и дифференциала.
Плавное регулирование. Дросселирование всасываемого компрессором пара с помощью пропорционального регулятора давления «до себя». (Другие названия прибора: регулятор давления
111

114.

Из испарителя
1К компрессору
Рис. 53 Пропорциональный регулятор давления «до себя» типа СУА-10
испарителя, автоматический дроссель по давлению.) Пропорциональный регулятор давления (ПРД) устанавливают на линии отсоса пара из испарителя. Плавное уменьшение производительности компрессора осуществляют усилением дросселирования всасываемого пара в ПРД.
На рис. 53 показан ПРД «до себя» фирмы «Данфосс» типа
СУА-10. С уменьшением тепловой нагрузки количество образующегося в испарителе пара становится меньше и соответственно
снижается давление, действующее снизу на стакан 8. Сильфон 4
под действием пружины 5 сжимается, шток с клапаном 10 опускается, уменьшая проходное сечение и увеличивая дросселирование всасываемого пара. При этом давление пара перед компрессором снижается, удельный объем всасываемого пара повышается, а удельная холодопроизводительность д» уменьшается. Одновременно возрастает отношение рк/ро, что вызывает снижение коэффициента подачи А,. В итоге плавно снижается холодопроизводительность машины.
При повышении давления в испарителе произойдет обратное:
дросселирование уменьшается, а отсос пара из испарителя увеличится. Таким образом, ПРД «до себя» в процессе работы поддерживает постоянное давление до клапана, т. е. в испарителе,
на выходе из которого он установлен. Значение этого давления, а
следовательно, и температуры кипения регулируют винтом 7 под
колпаком 6. Для настройки регулятора к штуцеру / присоединяют манометр, а игольчатый клапан 2 открывают. Описанные ре112

115.

Рис. 54.
Регулирование холодопроизводитель-ности путем перепуска сжатого агента из нагнетательного во всасывающий трубопроводсдающий УТРВНОВ™паПРИТУЛа-Т б ~ регулятор производительности типаЗУК.
в
_ впры.

116.

гуляторы относятся к регуляторам прямого действия. В последующем при рассмотрении схем автоматизации провизионных холодильных установок будут описаны и другие важные функции ПРД
и его настройка. Колпачок 3 служит для предохранения возможных утечек через сальник клапана 2. Для устранения колебания
клапана 10 при изменении его положения служит спиральная 9
и пластинчатая 11 пружины.
Байпасирование (перепуск) части сжатого пара из нагнетательного трубопровода компрессора во всасывающий с помощью регулятора производительности (регулятора давления «после себя-»). На стакан 1 (рис. 54) сверху действует сжатая пружина 4
и атмосферное давление, а снизу — давление всасывания. При
значительной тепловой нагрузке испарителей давлением
всасывания клапан 5 регулятора производительности А закрыт, и компрессор КМ нагнетает весь сжатый пар в конденсатор К.Д. При
снижении тепловой нагрузки давление всасывания понижается, и
под действием пружины 4 сильфон 2 сжимается, а стакан 1 и связанный с ним клапан 5 смещается вниз, обеспечивая перепуск части сжатого пара во всасывающий трубопровод.
Таким образом, в этом случае давление кипения и давление
всасывания остаются постоянными, но теряется работа, затрачиваемая на сжатие перепускаемой части пара. Давление, при котором регулятор производительности начинает перепускать сжатый
пар, регулируется винтом 3. Байпасирование приводит к повышению температуры и увеличению перегрева пара, всасываемого
компрессором. Чтобы избежать чрезмерного повышения температуры конца сжатия, в схемах предусматривают терморегулирующий вентиль Б, впрыскивающий жидкий агент во всасывающий
трубопровод. Жидкость, испаряясь в потоке пара, снижает перегрев всасываемого пара. На рис. 54, в показан впрыскивающий
ТРВ типа ТУАТ фирмы «Данфосс». Прибор имеет фильтр 6 и ограничительный игольчатый клапан 7. Капиллярная трубка 8 прикреплена к нагнетательной трубе компрессора. При повышении
температуры нагнетания увеличивается давление на сильфон 9,
клапан 10 открывается, и жидкий хладон впрыскивается во всасывающую трубу компрессора. Клапан 7 служит для ограничения
максимальной подачи хладона к ТРВ.
Байпасирование из нагнетательного во всасывающий трубопровод относится к наименее энергетически выгодным способам регулирования холодопроизводительности, однако его применяют как
один из возможных вариантов регулирования холодопроизводительности в установках, где один работающий компрессор обслуживает многокамерную провизионную холодильную установку.
Плавное регулирование холодопроизводительности в широких
пределах, от 100% ДО 5—10%, методом байпасирования применяют в винтовых компрессорах (см. § 9), но там байпасируется
пар, который еще не подвергался сжатию, регулирование осуществляется изменением эффективной длины винтов. Такое байпа*
сирование не приводит к существенным энергетическим потерям.
114

117.

24. СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
УСТАНОВОК И УСТАНОВОК
С УГЛЕКИСЛОТОЙ
ПРОВИЗИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ
ОХЛАЖДЕНИЯ ЕМКОСТИ
Схему автоматизации установки выбирают в зависимости от
ее назначения и холодопроизводительности.
На рис. 55 дана принципиальная схема холодильной установки,
обслуживающей четыре провизионные кладовые. Установка снабжена двумя компрессорами: рабочим КМ1 и резервным К.М2,
имеющими общую линию всасывания. Пар хладона-12 нагнетается
компрессором в конденсатор КД, где охлаждается и полностью
конденсируется за счет теплообмена с забортной водой, циркулирующей по трубкам конденсатора. Жидкий хладон переохлаждается в регенеративном теплообменнике РТО и через СВ поступает
к ТРВ рефрижераторных кладовых. Проходя ТРВ, жидкость
дросселируется от давления конденсации до давления кипения, в
процессе дросселирования частично вскипает и в виде холодильной
парожидкостной смеси подается в испарители И и воздухоохладители И-ВО провизионных кладовых. В них оставшийся в жидкой фазе хладон кипит, охлаждая продукты. Полное выкипание
жидкости в испарителях и перегрев пара на установленную величину обеспечивают ТРВ.
В РТО пар,
переохлаждая жидкий
хладон, дополнительно перегревается и всасывается компрессором.
При необходимости вручную вводят в действие фильтр-осушитель Ф-0. Заданные температуры поддерживаются в провизионГРВ
КВ1
Рис. 55. Схема автоматической провизионной холодильной установки с регуляторами давления «до себя», обслуживающей кладовые:
Ч — мяса, — Ч-?-— ГС; 2 — рыбы, —10 4-—8°С; 3 — жиров, —3 4
34-5°С
9°С; 4 — овощей.
115

118.

ных кладовых попарно сблокированными реле температуры РТ и
соленоидными вентилями СЕ (РТ1 управляет СВ1, РТ2—СВ2 и
т. д.). При достижении в кладовой заданной низкой температуры
РТ размыкает контакты и обесточивает катушку соленоидного вентиля, прекращая подачу хладона в испаритель данной кладовой.
При повышении температуры до заданного верхнего значения РТ
замыкает контакты и открывает свой соленоидный вентиль, возобновляя охлаждение кладовой. В кладовой / мяса РТ настроено
на размыкание контактов при —9°С и замыкание при —7°С, в
кладовой 2 рыбы — на —10°С и на —8°С и т. д. Все РТ настроены с дифференциалом 2°С. В данной схеме в кладовых жиров и
овощей установлены испарительные батареи со встроенными вентиляторами — воздухоохладителями И-ВО. Вентилятор, управляемый РТ кладовой, работает синхронно с СВ.
Холодопроизводительность регулируется методом пуска—остановки компрессора с помощью реле низкого давления РИД. Автоматическое управление осуществляется следующим образом: по
мере установления в кладовых заданных низких температур они
отключаются посредством РТ и СВ. После того как закроется СВ
последней кладовой, давление всасывания быстро понижается и
РИД отключает компрессор. Вследствие притока тепла в кладовые температура в них будет повышаться. Это вызовет постепенное повышение давления в испарителях и во всасывающей трубе
компрессора. При достижении в любой из кладовых заданного
верхнего предела температуры РТ данной кладовой откроет свой
СВ, пропуская хладон к ТРВ, который пока закрыт. К этому моменту давление в испарителях и на линии всасывания повысится
до значения, на которое настроено замыкание контактов РИД, и
компрессор включается. При этом ТРВ откроется, и агент поступит в испаритель.
Исходя из условий достижения требуемой температуры в наиболее холодной кладовой настраивают РИД. В нашем случае
это кладовая рыбы. Давления размыкания и замыкания контактов
РИД определяют следующим образом: примем, что разность
между температурой воздуха в кладовой 2 рыбы и температурой
кипения хладона в испарителе в момент выключения РТ составляет 11—15°С. Тогда температура кипения хладона-12 в момент
выключения будет находиться в пределах от —21 до —25°С, а
соответствующее избыточное давление 0,045—0,023 МПа (0,45—
0,23 кгс/см2). Значит, в пределах этих давлений РИД должно отключать компрессор. Разность между температурами воздуха в
кладовой рыбы и хладона в испарителе на момент включения примем 3—5°С, тогда температура пара хладона будет лежать в
пределах от —11 до —13°С, а соответствующее давление 0,111 —
0,096 МПа (1,12—0,97 кгс/см 2 ). Следовательно, РИД должно
включить компрессор в пределах этих давлений.
Давления включения и выключения компрессора РИД уточняются после пуска машины при соблюдении следующей последовательности срабатывания автоматических приборов: РИД долж116

119.

но отключить компрессор сразу после того, как закроется СВ последней отключающейся кладовой и включать его после того, как
откроется СВ первой включающей кладовой. При невыполнении
этих условий компрессор будет работать короткими циклами. В
резервном компрессоре, работающем поочередно с рабочим, РИД
настраивается на те же величины давлений.
Схемой предусмотрено обслуживание всех четырех кладовых
одним компрессором. Следовательно, если все испарители подключить к всасывающему трубопроводу компрессора без дросселя
на выходе, то в испарителях плюсовых кладовых будет слишком
низкое давление и низкая температура кипения агента. Заданные
температуры в этих кладовых будут обеспечены (при более длительном отключении СВ), но вблизи испарителя фрукты или другие продукты, не подлежащие замораживанию, могут замерзнуть.
Кроме того, значительное нарастание снеговой «шубы» на испарителе ухудшает теплопередачу.
Для устранения этих нежелательных явлений на выходе из
испарителей-воздухоохладителей кладовых жиров и овощей, т. е.
кладовых с более высокими температурами, установлены пропорциональные регуляторы давления «до себя» ПРД. Дросселируя
всасываемый компрессором пар, они поддерживают в испарителях-воздухоохладителях повышенные постоянные значения давлений и соответственно температур кипения хладона. Для настройки ПРД «до себя» определяют максимальную температуру кипения агента в испарителе и соответствующее ей давление, при
которых в кладовой будет достигнута заданная низкая температура. При применении для охлаждения кладовой воздухоохладителя,
обеспечивающего принудительный конвективный теплообмен, температуру кипения хладона-12 в испарителе принимают примерно на 9—10°С ниже температуры в кладовой. Для кладовой 4
овощей, где охлаждение ограничивается 3°С, температуру кипения
хладона-12 примем —6°С, а соответствующее избыточное давление в испарителе 0,15 МПа (1,54 кгс/см2). Настройкой ПРД достигают того, чтобы при установлении этого давления в испарителе
(показывает подключенный к прибору манометр) ПРД полностью
закрывался. Если настройка ПРД на указанное давление не обеспечивает 3°С (РТ не срабатывает на размыкание контактов),
производят корректировку настройки, увеличивая открытие клапана прибора. Аналогично настраивают ПРД «до себя» кладовой 3
жиров. Невозвратный клапан Я/С препятствует перетеканию
хладона из испарителя кладовой 3 овощей в испарители более
холодных кладовых после остановки компрессора.
Таким образом, в рассмотренной схеме соответствие между
тепловой нагрузкой и холодопроизводительностью обеспечивается
позиционным регулированием — методом пуска—остановки компрессора и плавным регулированием посредством ПРД «до себя».
Реле высокого давления РВД настраивают на отключение компрессора при2 повышении давления на линии нагнетания до 0,11 МПа
(11 кгс/см ). Установка снабжена мановакуумметрами и мано117

120.

метрами. Возврат масла в картер компрессора обеспечивается
маслоотделителем МО.
В судовых провизионных холодильных установках широкое
распространение получила схема автоматизации, предусматривающая включение и выключение компрессора не от РИД, как это
было в рассмотренной установке, а от РТ провизионных кладовых:
РТ последней отключающейся кладовой одновременно закрывает
свой СВ и выключает компрессор, а РТ первой включающейся
кладовой открывает СВ и включает компрессор. Последовательность отключения и включения кладовых может быть разной,
так как зависит от теплопритока каждой кладовой. В такой
схеме автоматизации РИД устанавливается как защита по давлению всасывания и настраивается на размыкание контактов при
2
небольшом избыточном давлении, порядка 0,02 МПа (0,2 кгс/см ).
Схема автоматизации холодильной установки, показанной на
рис. 56, предусматривает, помимо методов регулирования производительности, примененных в первой рассмотренной схеме, также плавное регулирование холодопроизводительности с помощью
регулятора производительности. Установка снабжена двумя компрессорами, рабочим КМ1 и резервным КМ2, одновременная работа двух компрессоров не предусматривается. Автоматическое
регулирование осуществляется следующим образом. РТ провизионных кладовых управляют открытием и закрытием соответствующих СВ, а также пуском и остановкой компрессора.
В процессе работы машины отдельные кладовые при достижении спецификационных температур отключаются, а так как
частота вращения вала компрессора остается неизменной, то давление всасывания, снижаясь, может достигнуть величины срабатывания защитного (от вакуума) РИД, несмотря на то, что часть
кладовых еще нуждается в охлаждении. Компрессор будет работать короткими циклами. Такое резкое снижение давления всасывания характерно для работы компрессора только на кладовые
мяса или рыбы, так как из-за малого объема этих кладовых испарители в них имеют небольшую охлаждающую поверхность.
Во избежание этого при снижении давления всасывания до значения, соответствующего температуре кипения,
необходимой для
охлаждения наиболее холодных кладовых, перепускной регулятор
производительности ПРП должен открыться, а производительность
компрессора уменьшиться за счет перепуска пара агента со стороны нагнетания на сторону всасывания. Этим удается приостановить снижение давления кипения в испарителе. Если перегрев
пара, всасываемого компрессором, в результате байпасирования
повысится до 40—50°С, ТРВ0 снизит перегрев пара хладона на
стороне нагнетания, впрыскивая жидкость во всасывающий трубопровод в зависимости от перегрева пара в нагнетательном трубопроводе компрессора. Остановка компрессора осуществляется
РТ последней отключающейся кладовой. Далее под действием
внешних теплопритоков температура в кладовых и давление во
всасывающемся трубопроводе компрессора начнут повышаться, а
118

121.

Рис 56. Схема автоматической провизионной холодильной установки с регулятором производительности, обслуживающей кладовые:
; _ мяса, —12 -.
10°С; 2 — рыбы, — 12 -т- —10°С;
3-е-5СС; 5 — сухой провизии, 8-5- 10°С
3 — жиров, —34- 1°С;
4 —овощей,
клапан регулятора производительности закроется. Независимо от
того, в какой из кладовых температура достигнет заднего верхнего предела, РТ этой кладовой откроет свой СВ и одновременно
включит компрессор.
В схемах с пропорциональным регулятором производительности
пуск и остановка компрессора осуществляется всегда РТ провизионных кладовых. ПРП настраивается на минимальное рабочее
давление всасывания. В нашем примере, чтобы обеспечить в кладовых рыбы и мяса — 12°С, температура кипения агента должна
быть в пределах от —23 до —27°С, а соответствующее давление
0,034—0,014 МПа (0,34—0,14 кгс/см 2 ). На это давление ПРП настраивают при работающем компрессоре последовательным отключением охлаждающих приборов либо прикрытием всасывающего
вентиля компрессора. Начало открытия регулятора фиксируется
по повышению температуры его корпуса.
Настройку впрыскивающего ТРВ
осуществляют следующим
образом: допустим, что температура нагнетания в нашем примере
должна быть 70°С. Сначала, открыв до упора запорный клапан 7
(см. рис. 54), вращением по часовой стрелке винта настройки 12
ТРВ0 добиваются, чтобы температура нагнетания стала равной
60°С, т. е. на 10°С ниже желаемой. После этого прикрывают клапан 7 и тем самым уменьшают впрыск до тех пор, пока температу119

122.

ра нагнетания не повысится до желаемой температуры 70°С. На
выходе из кладовых жиров 3, овощей 4 и сухой провизии 5 установлены ПРД «до себя» (настройка их рассмотрена ранее). РВД
и РИД осуществляют функции защиты по давлению нагнетания
и всасывания.
В схемах автоматизации, не предусматривающих регулирования производительности компрессора частотой вращения, байпасированием и т. п., для предупреждения срабатывания защитного
РИД при работе компрессора только на кладовую мяса или рыбы
может предусматриваться блокировка холодильных кладовых. Это
значит, что если в работе остается одна рыбная кладовая, то к
ней автоматически подключается мясная, даже если в ней и достигнута спецификационная температура. Эта блокировка сохраняется, пока не будет достигнута заданная низкая температура в
рыбной кладовой. При этом в мясной кладовой температура будет снижена относительно заданной при настройке реле температуры.
На наиболее современных транспортных судах, включая суда с
горизонтальным способом погрузки, число провизионных кладовых увеличено до 6—8. Группы кладовых (или каждая группа)
с низкими и с более высокими температурами могут иметь свой
компрессорно-конденсаторный агрегат и свой контур циркуляции
агента, т. е. работать автономно. Это дает возможность путем
соответствующей настройки автоматических приборов обеспечить
работу каждого из контуров на своем наиболее «выгодном» давлении, что повышает экономичность установки.
Схема холодильной установки такого типа показана на рис. 57.
Установка работает на К22. Все кладовые охлаждаются воздухоохладителями непосредственного охлаждения
Регенеративный
теплообменник не является обязательной составной частью холодильной установки, работающей на К22. Применение теплообменника не дает увеличения холодопроизводительности, но как и в
установках, работающих на К12, обеспечивает надежную работу
компрессора «сухим» ходом. Поэтому возможно применение обоих
вариантов схем. Каждая кладовая снабжена РТ и СВ Пуск и
остановка компрессоров осуществляются РНД, например, РНД1
настраивают на рвыкл, соответствующее температуре кипения
К22 ^о = —23°С.
В соответствии с прил. 2 оно равно 0,118 МПа
(1,2 кгс/см 2 ), а р вкл принимают равным 0,197
МПа (1,99 кгс/см 2 ),
2
РНД2 — на РВЫКЛ = 0,242 МПа (2,5 кгс/см ) и рВКл=0,35 МПа
(3,58 кгс/см 2 ). На выходе из кладовых, имеющих повышенные температуры относительно других данной группы, установлены ПРД
«до себя». Защита по давлению нагнетания осуществляется
РВД,
настроенными на рвыкл = 2,0 МПа (20 кгс/см 2 ) и р вкл = 1,9 МПа
(19 кгс/см 2 ). Подача воды в конденсаторы регулируется водорегулирующими вентилями ВРВ, исключающими понижение давления рк менее 0,39 МПа (4 кгс/см 2 ).
Наличие перемычек с запорными клапанами ЗК1 и ЗК.2, соединяющих жидкостные и всасывающие магистрали автономных кон120

123.

Рис. 57. Схема провизионной холодильной установки судов с раздельными контурами хладона при разных рабочих давлениях, обслуживающей кладовые
/ — замороженной рыбы, —13 -5—11°С; 2 — замороженного мяса, —13 Ч
П°С; 3 — ох»
лажденного мяса, —14-+ГС; 4 — жиров, молока, —1^+ГС: 5 — картофеля, 1-т-З'С.
6 — овощей, 1 -ч-3°С; 7 — сухой провизии, 9 -МГС

124.

туров, позволяет при необходимости работать одним компрессором, который по своей холодопроизводительности рассчитан на такой режим. При использовании компрессора плюсовых кладовых
РНД2 должен быть перенастроен на те давления, при которых срабатывал РНД1. Для резерва установка снабжена третьим компрессором (на рис. не показан).
В отдельных схемах (например теплохода «Магнитогорск»)
наиболее холодные кладовые — замороженного мяса и рыбы —
не имеют РТ и СВ и их охлаждение прекращается после отключения компрессора РНД, который настроен на возможно низкое
давление, исключающее выход установки на вакуум. Так, для обеспечения температур в кладовых —15°С компрессор
отключается
2
при давлении 0,03±0,04 МПа (0,3-^0,4 кгс/см ), что соответствует
температуре кипения К22 — 33-^35°С.
Провизионные кладовые судов типа теплохода «Инженер Мачульский» снабжены также РТ, обеспечивающими включение сигнализации в ЦПУ при повышении температуры в кладовой на 2—
3°С выше наибольшей допустимой.
Одной из характерных особенностей провизионных холодильных установок современных судов является применение компрессоров с регулируемой производительностью. Как правило, это четырехцилиндровые машины с регулируемой производительностью
за счет принудительного отжима всасывающих клапанов одной
пары цилиндров. Такой вариант целесообразен для установок, в
которых один компрессор обслуживает все провизионные кладовые. Автоматическое управление этой системой осуществляется
оперативным РНД, дополнительно подключаемым ко всасывающему трубопроводу. Параметры настройки РНД системы регулирования производительности определяются в зависимости от особенностей установки, но в любом случае при настройке должен
быть обеспечен следующий принцип: при нормальной загрузке
кладовых после отключения одной пары цилиндров вторая
пара должна обеспечить охлаждение до заданных низких температур еще не отключенных кладовых и последующее выключение компрессора. Если этого не происходит в течение длительного времени, рвыкл оперативного РНД
следует снизить.
Дифференциал устанавливается минимальным. Например, на
судах типа «Скульптор Коненков» РНД системы регулирования настроен на р Б ыкл=0,14 МПа (1,4 кгс/см 2 ) и р в кл = 1,17 МПа
(1,7 кгс/см2).
Снеговую шубу с поверхности охлаждения удаляют электрогрелками, вмонтированными в воздухоохладители. Включение и
выключение их осуществляется вручную или автоматически. В
обоих вариантах при включении электрогрелок автоматически
выключается вентилятор кладовой и закрывается ее СВ. Оттаивание «шубы» может закончиться быстрее, чем это заложено в
электронные часы управляющей системы; при этом станет повышаться давление
в воздухоохладителях. Во избежание этого в
отдельных схемах на линии всасывания устанавливают специаль12)2

125.

ное реле давления, включающее компрессор при повышении температуры во всасывающей трубе.
Охлаждение емкости с СО2. Жидкий углекислый газ, предназначенный для тушения пожара, на сухогрузных судах с вертикальным способом погрузки и выгрузки и наливных судах обычно
хранят в баллонах вместимостью 40 л под высоким давлением
в
летнее время от 8 до 14 МПа (от 80 до 140 кгс/см 2 ). Снижение температуры хранения ССЬ позволяет уменьшить расчетное давление и перейти от малоемких толстостенных судов к хранилищам большой вместимости, необходимость в которых особенно ощущается на судах с горизонтальным способом погрузки и
выгрузки, имеющим трюм большого объема. Применение углекислотных установок низкого давления дает возможность примерно
вдвое уменьшить массу емкости СО2 по сравнению с установками
высокого давления. Современные системы хранения СО2 низкого
давления состоят из изолированного стального резервуара с толщиной,стенок порядка 12 мм вместимостью от 4 м3 (3,8 т) до 30 м3
(28 т), охлаждаемого холодильной установкой. Для уменьшения
теплопритока резервуар снаружи покрыт слоем изоляции из пенополиуретана толщиной 150 мм. Резервуар считается полным,
если 90% его объема занимает жидкая углекислота.
Резервуар / (рис. 58) обслуживают две автономные компрессорные холодильные машины на К.22 (одна резервная), которые
обеспечивают постоянный температурный режим хранения углекислоты. Каждая из них может поддерживать в резервуаре температуру —18°С при температуре наружного воздуха до 38°С или забортной воды до 32°С. На рис. 58 показана одна холодильная машина. Охлаждение осуществляется посредством размещенных в
газовой части резервуара двух отдельных змеевиков стальных
сребренных испарителей. Для уменьшения колебания уровня
жидкой углекислоты во время качки внутри резервуара установлены отбойные листы. Подачу К22 в испарителе регулируют ТРВ
Забортная бода
Рис. 58. Схема автоматической холодильной установки, охлаждающей резервуар
СОг системы пожаротушения:
/ — выход СОа
системы
к вспомогательному
клапану привода главного
запорного клапана
123

126.

с уравнительной линией. На судах типа «Инженер Мачульский»
пуск и остановка одного компрессора осуществляется в зависимости от давления в резервуаре СО2 посредством реле давления
РД 2, а второго компрессора — РД 3. Оба реле настроены на
Рвкл=2,1 МПа (21,5 кгс/см2) и р в ыкл=2,0 МПа (20,5 кгс/см2).
Температура кипения К22 в испарителе порядка
—31 °С, избыточное давление кипения 0,06 МПа (0,6 кгс/см 2 ). При остановке
компрессора закрывается СВ. В случае выхода из строя одной из
холодильных машин автоматически включается другая. В системе
сигнализации РД 5 настроено
на р вк л=1,9 МПа (19,5 кгс/см2) и
2
рвыкл=1,8МПа (18,5 кгс/см ).
Реле давления системы сигнализации РД 4, настроенное на
Рвкл = 2,3 МПа (23,5 кгс/см2) и р в ыкл=2,2 МПа (22,5 кгс/см2),
может осуществлять пуск второго компрессора, если внешний теплоприток превышает холодопроизводительность одного работающего компрессора.
На системе хладагента предусмотрены приборы защиты: РИД,
настроенное на р в ыкл = 0,05 МПа (0,5 кгс/см22 ) и РВД, срабатывающее при
рвыкл=1,96 МПа (20 кгс/см ), рвкл=1,86 МПа
(19 кгс/см 2 ). Каждая из установок снабжена фильтром-осушителем Ф-О, смотровым стеклом 6.
На случай повышения давления в резервуаре предусмотрено
два предохранительных клапана, срабатывающих
при повышении
2
давления до 2,4 МПа (24,5
кгс/см
)
и
открывающихся
полностью
при 2,7 МПа (27 кгс/см 2 ). В случае выхода из строя обеих холодильных машин предохранительные клапаны будут срабатывать,
выпуская углекислоту в атмосферу через специальный трубопровод.
На судах типа «Скульптор Коненков» включение и остановка
компрессора и управление линейным соленоидным вентилем осуществляется реле температуры при температурах СОз в резервуарах соответственно —15°С и —18°С.
Защитное реле давления по
углекислоте настроено на рвыкл=2,4 МПа (24,5 кгс/см2), рвкл =
2
= 2,2 МПа (22,0 кгс/см ). Приборы защиты по давлению всасывания и нагнетания хладона-22 имеют те же пределы настройки,
что и в описанной ранее установке.

127.

ГЛАВА
VII
СУДОВЫЕ ФРЕОНОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ
РЕФРИЖЕРАТОРНЫЕ КОНТЕЙНЕРЫ
25.
СУДОВЫЕ
ХОЛОДИЛЬНЫЕ
АГРЕГАТЫ.
АГРЕГАТЫ
Для уменьшения объема монтажных работ на судне и улучшения их качества отдельные части холодильной машины на заводах-изготовителях компануют в единые агрегаты, которые поставляют на суда в состоянии, максимально приближенном к
условиям эксплуатации. Основные типы морских агрегатов следующие: компрессорно-конденсаторные (МАК), испарительно-конденсаторные (МАЙК), испарительно-регулирующие (МАИР) и комплексные холодильные машины, в которых конструктивно объединены все элементы с арматурой, с контрольно-измерительными и
автоматическими приборами. Компрессорно-конденсаторные агрегаты морского типа отечественного производства изготовляют холодопроизводительностью от 4,6 до 93 кВт (от 4 до 80 тыс. ккал/ч),
эффективной мощностью от 2 до 40 кВт. Обычно имеются модификации для работы на переменном и постоянном токе (МАК и
ПМАК). Агрегат МАК может быть выполнен с регулируемой производительностью путем байпасирования части охлажденного пара хладона из конденсатора во всасывающую трубу компрессора
(МАКРб). Данные об агрегатах типа МАК, МАКРб приведены
в табл. 10.
Холодильные агрегаты поставляют на суда испытанными под
соответствующим
давлением,
осушенными и заполненными
холодильным агентом2 или сухим азотом с избыточным давлением
до 0,1 МПа (1 кгс/см ).
Морской компрессорно-конденсаторный агрегат МАК-6 (рис. 59)
применяют для охлаждения провизионных кладовых в диапазоне ^о от —30 до 5°С, холодопроизводительность агрегата при
стандартном режиме около 7 кВт (6 тыс. ккал/ч) при п=24 с"1
(1440 об/мин). Компрессор / марки ФВ-6 (см. § 7) и электродвигатель 4, связанные клиноременной передачей, смонтированы на
конденсаторе 5 марки МКТР (см. § 13). Мановакуумметр и реле
РД-1Б-01, манометр и реле РД-2Б-03 подключают соответственно
к штуцерам 2 и 3 и устанавливают на отдельном щите. Охлаждающий насос имеет автономный привод. Графическая зависимость
Ро и Ыа от 1й при разных значениях ^ температуры охлаждающей воды (расход воды равен 3 м3/ч) показаны на рис. 60.
Морские
компрессорно-конденсаторные
агрегаты
типа
МАКЗОРЭ, МАК40РЭ, МАК60РЭ, МАК80РЭ (рис. 61) предназначены для работы в составе судовых холодильных установок с системами непосредственного охлаждения и с промежуточным хладоносителем. Область работы агрегата: ^^—30 до +10°С, температура
125

128.

Т а б л и ц а 10
Основные данные агрегатов типов МАК, МАКРб
Характеристика
Холодопроизводительность
(ккал/ч):
при (а
агрегата
15°С, / к = 30°С
» г'о = 5°С, ^ = 35°С
Мощность электродвигателя, кВт
Компрессор
1
Частота вращения вала, с" (об/мин)
фо,
МАК4, МАК4Р6
МАК6, МАК6Р6
МАК9, МАК9Р6
МАК15
МАК-ФУУ-1800
5,2(4500)
7,0(6000)
11,0(9500)
13,0(15500)




4,5
4,5
6,0
11,0
55
ФВ-6
ФВ-6
ФУ-12
ФВ-20
ФУУ-80
16,0(960)
24,0(1440)
15,5(930)
15,9(955)
кВт
Хладагент
39,0(33500) 20,9(180000)
24,0(1440)
Хладон-12 ГОСТ 19212—73
Масло
ХФ12-16 ГОСТ 5546-66
Конденсатор:
наружная поверхность, мг
объем ресиверной части, л
2,4
29
3,2
29
3,9
35
12,0
45
58,5

129.

Т а б л и ц а 11
Основные данные агрегата типа МАКРЭ
Характеристика
МАКЗОРЭ
МАК40РЭ
МАК60РЭ
МАК80РЭ
Холодопроизводительность ^а при температуре
паров хладона на всасывании в компрессор 1В<: =
= 15*С, кВт (ккал/ч):
при (0 = — 15°С, ^ = 30°С
34,8(30000)
49,9(43000)
69,6(60000)
97,5(84000)
69,6(60000)
99,8(86000)
13
18,5
26
20
29
37
> ?„ = 5°С, *к = 28°С
Потребляемая мощность ЛГд, кВт:
при г0 = — 15°С, (к = 30°С
» и = 5°С, *к = 28°С
Частота вращения вала, с~! (об/мин)
Хладагент
Масло
Количество масла, заправляемого в компрессор,
Конденсатор:
наружная поверхность, м2
объем ресиверной части, л
Число ходов по воде
Количество воды, охлаждающей
м»/ч
конденсатор,
16(960)
10,5
15
70
4
16—20
195(168000)
36
56
ФУУ80РЭ
ФУ40РЭ
Компрессор
кг
139(120000)
»
I
24(1440)
16,1(965)
Хладон-12
н-12 ГОС1
Г6СТ 19212—73
ХФ12-16 ГОСТ 5546—66
10,5
15
19,5
90
4
25—30
25
65
2
40
I
24(1440)
15
45
ПО
2
60

130.

Рис. 59 Морской компрессорно-конденсаторный агрегат МАК.-6:
/ — вход хладона, // — выход жидкого хладона, /// — вход воды, IV — выход воды
воды на входе в конденсатор ^ип от —2 до +32°С. Основные характеристики приведены в табл. 11. Графическая зависимость фо и Ы3
от {о при разных значениях ^ для агрегата МАК80РЭ показана
на рис. 62.
В состав агрегата входят компрессор с электромагнитным отжимом всасывающих клапанов (см. § 7), электродвигатель, конденсатор и приборы автоматического управления. Компрессор 1 и
электродвигатель 2
смонтированы на конденсаторе,?
и соединены муфтой с упругим элементом. Муфта компенсирует перекосы и смещение осей компрессора и
электродвигателя,
значительно облегчает их обслуживание.
Конденсатор
кожухотрубный
горизонтальный.
Состоит из стальной обечайки, мельхиоровых трубок, латунной решетки и
бронзовых крышек. Конденсатор имеет ресиверную
1}
-10
-5
О
часть. Охлаждающие трубТемпература кипения ^о
ки закреплены в трубной
по давлению всасывания
решетке развальцовкой
с
применением
эпоксидной
Рис. 60. График зависимости холодопроизводительности и дотребляесмолы. В боковой крышке
мой мощности от температуры кипеустановлены
протекторы.
ния при работе на хладоне-12 для
Для уменьшения вибрации
агрегата МАК-6:
трубок в обечайке имеется
1, 2, 3 — кривые, соответствующие температурам 1у?1, равным 32, 25, 20°С
промежуточная решетка.
128

131.

Агрегат снабжен
системами
автоматического
управления, регулирования, защиты и сигнализации. Шкаф автоматического управления, монтируемый на переборке, содержит пусковую и
защитную аппаратуру. На дверь шкафа выведены сигнальные
лампы, приборы и аппаратура управления. Агрегат снабжен реле
давления для защиты по давлению нагнетания и давлению всасывания, реле давления системы автоматического ступенчатого регулирования холодопроизводительности, реле контроля смазки и реле температуры, отключающее компрессор при повышении температуры нагнетания свыше 120°С.
Морская холодильная машина МХМ состоит из двух агрегатов: компрессорно-конденсаторного и испарительно-регулирующего, объединяемых при монтаже. Испарительно-регулирующий агрегат включает смонтированный на общей раме кожухотрубиый
испаритель для охлаждения рассола (или воды), ресивер, один
или два регенеративных теплообменника, регулирующую станцию. Последняя имеет фильтр-осушитель ТРВ, соленоидные вентили, оперативные и защитное термореле, защитное реле давления
по давлению нагнетания и давлению всасывания, манометры и вакуумметры и запорную арматуру. Такие холодильные машины
применяют на транспортных судах для обслуживания систем летнего кондиционирования с промежуточным хладоносителем.
Компрессорный агрегат 5ВХ-350/5ФС с винтовым компрессором показан на рис. 63. В агрегат входят компрессор 6 со всасывающим фильтром 5 и регулятором производительности 7, электродвигатель 2. Компрессор и электродвигатель соединены муфтой
4 и установлены на горизонтальном маслоотделителе 10. В состав
агрегата также входят вертикальный маслоотделитель /, маслоохладитель 9, масляный насос // с электродвигателем, масляный
фильтр 8, приборы автоматики и контрольно-измерительные приборы, размещенные на доске 3. Холодопроизводительность агрегата при /„=—40°С, гк=35°С и п=49с-' (2940 об/мин) 122 кВт
Рис. 61. Морской компрессорно-конденсаторный агрегат типа МАКРЭ:
/ — вход пара хладона; Л — выход жидкого хладона; III — аварийный выброс хладона;
IV — штепсельный разъем (питание механизма регулирования)
5—5247
129

132.

1,1 (1)
-30
-20
Температура кипения
-10
Ьо>°0
О
10
по давлению Всасывания
Рис 62 График зависимости холодопроизводительности и потребляемой мощности от температуры кипения для агрегата МАК.80РЭ
°

133.

Рис. 63. Винтовый компрессорный агрегат 5ВХ-350/5ФС.
/ — вход пара хладона, // — выход пара хладона
тъ

-да
-21
Температура кипения *„, "С по дай/гению всасывания
Рис. 64. График зависимости холодопроизводительности и потребляемой мощности от температуры кипения при работе на Н22 для агрегата 5ВХ-350/ФС
I, 2, 3 — кривые, соответствующие температурам/ Ш 1, равным 40, 35 25°С

134.

(105 тыс. ккал/ч). Потребляемая мощность 105 кВт. Графическая
зависимость холодопроизводительности и потребляемой мощности
от ?0 и ^к показана на рис. 64. Допустимый режим работы агрегата в пределах температур 1о от —25 до —45°С, 1К до 42°С. Масса
агрегата 4180 кг. Габаритные размеры, мм: длина 3400, ширина
1080 и высота 2100.
26.
РЕФРИЖЕРАТОРНЫЕ
КОНТЕЙНЕРЫ
Высокий экономический эффект контейнерных перевозок, особенно ощутимый при перевозке грузов разными видами транспорта, обусловил создание рефрижераторных контейнеров, предназначенных для перевозки мяса, рыбы, молочных продуктов, фруктов, овощей, консервов, медикаментов, биопрепаратов и других
скоропортящихся грузов. Использование охлаждаемых контейнеров также позволяет расширить область использования судовконтейнеровозов. Условия перевозок в охлаждаемых контейнерах
регламентируются Соглашением о международных перевозках
скоропортящихся продуктов и специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок.
По грузовместимости контейнеры делят на крупнотоннажные—
3
массой брутто от 10 до 30 т, вместимостью от 10 до 50 м , на среднетоннажные — массой брутто от 2,5 до 5 т, вместимостью от 3
до 8 м3,3 малотоннажные — массой брутто до 1,5 т и вместимостью
до 3 м . Они представляют собой жесткую металлическую конструкцию с теплоизолирующими поверхностями. Контейнеры, снабженные холодильной машиной, обеспечивающей отвод тепла, проникающего в грузовой отсек, называют рефрижераторными,
контейнеры, не имеющие холодильной установки—изотермическими.
Продолжительность транспортировки грузов в изотермических контейнерах невелика (в пределах нескольких суток) и зависит от
эффективности изоляции, разности между температурами наружного воздуха и сохраняемых продуктов и др. Среднетоннажные
контейнеры изготовляют как охлаждаемыми, так и изотермическими, малотоннажные — только изотермическими.
На морских судах осуществляют перевозку в основном крупнотоннажных рефрижераторных контейнеров. Наружные размеры их
установлены стандартами ИСО (Международной организации по
стандартизации) и колеблются в пределах примерно: длина от
3 до 12,2 м, ширина и высота 2,5 м. Внутренние размеры контейнеров зависят в первую очередь от толщины изоляции. Кузов контейнера герметичен, состоит из прочного каркаса, стенок, крыши
и пола. Торцовые рамы каркаса изготовлены из легированной стали, верхние и нижние продольные балки — из стали или алюминиевого сплава. Наружная облицовка стен и крыши выполнена из
стальных или алюминиевых листов, а также из многослойной фанеры, облицованной пластиком, внутренняя грузовой камеры —
из листов нержавеющей стали, алюминия, стеклопластика или
132

135.

многослойной фанеры с пластиковыми покрытиями. Для обеспечения циркуляции воздуха между грузом и стенкой и повышения
прочности внутренние облицовочные листы имеют выступы разнообразной формы. Верхний настил пола выполняют из плит экструдированного алюминия с выступами Т- или П-образного профиля. Эти выступы образуют каналы для движения воздуха под грузом. Для изоляции применен фреононаполненный пенополиуретан.
Для крепления в процессе перевозки контейнеры снабжены
восемью фитингами (литая деталь с тремя отверстиями строго
определенной формы). Кроме того, кузовы имеют пазы для вилочных подъемников и устройства для подхватных приспособлений грузовых устройств.
Для охлаждения контейнеров применяют полностью автоматизированные холодильные установки с бессальниковыми компрессорами на К12 и конденсаторами воздушного охлаждения. Холодопроизводительность машины для обеспечения температуры воздуха в кузове —20°С, для контейнера массой брутто 10 т около
1800 Вт (~1550 ккал/ч), 20 т — 3500 Вт (3000 ккал/ч), 30 т —
3000 Вт (-5150 ккал/ч).
Контейнерные перевозки предусматривают централизованное
снабжение контейнеров электроэнергией напряжением 200—220 или
380—440 В и частотой 50—60 Гц как на причалах, так и на судне.
Контейнер обслуживает холодильная машина с воздушной системой охлаждения груза. На рис. 65 показано расположение холодильной машины 2, воздухоохладителя 5 с электродвигателем 4 и
возможные варианты схем циркуляции охлаждающего воздуха.
Во всех схемах охлаждаемый воздух подается сверху, а отепленный забирается снизу. В первых трех случаях в конструкции кузова предусматривается съемная крышка 3 и ложная стенка 8. В
ч)
3 V
5
/
|Ы '

1^
г/-
31/5
«
\,
\


17
!•'' У/
* У*

^"^
•;
X
Я
г
2-
1
^^ » »
Г»
(НИИ
5
Ик; ч/ /
}
,/
ч
/
ч ?
> И
х г
Рис. 65- Схемы циркуляции охлаждающего воздуха в контейнере
133

136.

первой схеме подача воздуха осуществляется через воздухораспределительные каналы 6, а в третьей — через отверстия в ложном
потолке 9. Кроме того, на рис. 65 показаны теплоизоляция 1 грузового отсека контейнера и пол 7 из экструдированного алюминия.
Хладон-12 циркулирует по контуру: компрессор—конденсатор—ресивер—фильтр—осушитель—соленоидный
вентиль—регенеративный теплообменник — ТРВ с распределителем хладона—
воздухоохладитель—регенеративный теплообменник—компрессор.
Конденсатор ребристотрубный, с воздушным охлаждением. Во
многих схемах ресивер выполнен с охлаждающими трубками для
использования его в качестве кожухотрубного конденсатора во
время морских перевозок. Для подключения к судовой системе
забортной воды ресивер снабжается штуцерами. Давление в системе водяного охлаждения контролирует реле давления; при снижении давления воды до определенного предела реле включает вентилятор воздушного конденсатора. Циркуляция воздуха в грузовом отсеке осуществляется одним или несколькими вентиляторами
подачей от 0,5 до 1,0 м3/с. Холодопроизводительность регулируется методом пуска — остановок компрессора. В некоторых случаях
дополнительно применяют байпасирование пара из нагнетательного трубопровода во всасывающий посредством регулятора (без
впрыска жидкого агента во всасывающую трубу). Применяют
холодильные машины и с двумя компрессорами.
Оттаивание снеговой «шубы» с воздухоохладителя осуществляется электронагревателем (4—6 кВт), который используют также
для обогрева контейнера зимой. Датчиком в системе оттаивания является дифференциальное реле давления воздуха. В результате нарастания снеговой «шубы» увеличивается аэродинамическое
сопротивление
воздухоохладителя.
Как следствие, увеличивается перепад давления воздуха непосредственно на входе в воздухоохладитель и выходе из него. Дифференциальное реле при увеличении этого перепада выше установленной величины включает
подогреватели воздухоохладителя, водяного поддона (под воздухоохладителем) и дренажной трубы отвода конденсатора, одновременно отключает вентилятор воздухоохладителя и обесточивает
соленоидный вентиль, установленный перед ТРВ. Иногда эта система дублируется для надежности реле времени. Предусмотрев
также вариант включения электронагревателей вручную. Выключение электроподогревателей и включение установки после оттаивания осуществляется реле температуры. Трубы, по которым отводится конденсат, снабжены резиновыми наконечниками, работающими по принципу невозвратных клапанов. Холодильная машина
имеет приборы защиты по давлению нагнетания и всасывания,
дифференциальному давлению смазочной системы. При срабатывании приборов защиты включается сигнализация.
Для вентиляции грузового отсека при перевозке фруктов и овощей в торцевой стенке контейнера со стороны воздухоохладителя
предусмотрено вентиляционное отверстие для забора свежего воздуха, плотно закрываемое теплоизолированной, крышкой..
134

137.

ГЛАВА
VIII
К О Н Д И Ц И О Н И Р О В А Н И Е ВОЗДУХА НА СУДАХ
27. ЗАДАЧИ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
ВОЗДУХА
Поддержание в помещениях судна в летнее и зимнее время наиболее благоприятного климата является задачей весьма важной, так как обеспечивает улучшение условий труда и отдыха экипажа и пассажировВоздух, которым мы дышим, содержит 23,5% (по массе) кислорода и 76,5%
азота и других газов- Жизнь человека в первую очередь зависит от того, достаточно ли он получает кислорода- При снижении содержания кислорода в помещениях до 17,5% человек не сможет прожить и несколько минут. Поэтому
важным для самочувствия людей является газовый состав и чистота воздуха.
Человеческий организм непрерывно производит тепло и для нормального
протекания физиологических процессов оно должно передаваться окружающей
среде. Тепло образуется в организме в результате переваривания пищи и окислительных процессов — от воздействия кислорода на жидкости и клеточные ткани.
Количество этого тепла зависит от физической нагрузки, возраста человека и
других факторов. Тепловыделения организма колеблется от 70 до 180 Вт (от 60
до 150 ккал/ч) и более. Теплота, выделяемая организмом, передается окружающему воздуху конвекцией и радиацией через кожный покров (явная теплота) и
испарением влаги с поверхности кожи (скрытая теплота). Температура кожного
покрова человека в среднем равна 33°С. Теплота, передаваемая конвекцией и
испарением, зависит от температуры, влажности и скорости воздуха, характера
и теплопроводности одежды. Радиационный теплообмен происходит между человеком и поверхностями ограждений, его значение и направление зависят от
температуры этих поверхностей. Потовые железы постоянно выделяют влагу через кожный покров. При высокой температуре окружающей среды организм выделяет за СУТКИ до 1 кг пота. Испаряясь, пот интенсивно отбирает избыток тепла
от организма; скрытая теплота парообразования пота составляет 0,69 кДж/г
1(0,58 ккал/г). Человек чувствует себя хорошо, когда в установившемся режиме
организм отдает столько тепла в окружающую среду, сколько вырабатывает.
Нарушение тепловлажностного равновесия между человеком
и окружающей
средой приводит к переохлаждению или перегреву тела.
При изменении параметров воздуха начинает выполнять свои функции физиологический терморегуляционный аппарат: организм человека стремится приспособиться к новым условиям, при этом происходит перераспределение статей
теплоотвода, что прежде всего сводится к изменению соотношения между явной
и скрытой теплотой. По мере повышения температуры окружающего воздуха
уменьшается отвод тепла СУХИМ путем и увеличивается отвод тепла испарением.
При температуре воздуха ниже 15°С теплоотдача испарением пота с поверхности
кожи играет незначительную роль- При средних температурах и нагрузках отвод
тепла от человека составляет в среднем испарение 22%, конвекцией 32% и радиацией 46% [3]. При температуре воздуха равной или выше температуры тела
тепловыделение будет осуществляться только испарением. Если температура
ограждений помещения выше температуры тела, то испарением будет отводиться
не только теплота, выделяемая организмом, но и теплота, получаемая телом от
ограждений конвекцией и радиацией. В жаркое время года температура воздуха
в помещении обычно поддерживается на 6—10°С ниже температуры наружного
воздуха- Более низкие температуры в помещении создают неприятное ощущение
при входе в помещение и выходе из него; при входе получается ощущение
«сырости», а при выходе усиливается ощущение жары и духоты. Допустимый
перепад температур наружного воздуха и воздуха в помещении показан на
рис. 66.
135

138.

«,,*
23
Например, при температуре наружного воздуха 36°С, в помещении можно
28
поддерживать температуру порядка 27°С.
х^
Следовательно, при высокой темпера25
туре наружного воздуха температура в

«-•помещении не настолько низка, чтобы
,— —33
обеспечить отвод значительной части
тепла сухим путем, тепловыделение бует
Д
осуществляться в значительной
0
сс
Г1
^ис. ЬЬ. Допустимый перепад темпестепени испарением пота с поверхности
ратуры наружного воздуха и воздуха
кожи. Поэтому очень важно, чтобы сов помещении
стояние воздуха в помещении допускало дальнейшее насыщение воздуха водяными парами, выделяемыми в помещении людьми, иначе говоря в воздухе должен существовать дефицит влаги
т. е. он не должен быть насыщенным. Если влажность воздуха велика то он
не может полностью поглощать выделенную влагу, возникает обильное потоотделение, дыхание становится тяжелым, человек быстро утомляется и испытывает жажду. Воздух с очень низкой влажностью оказывает обратное действие —
кожа становится сухой, шероховатой и может растрескиваться от напряжения
Ю же происходит со слизистыми оболочками носа, рта и горла, в связи с чем
повышается восприимчивость организма к простудным заболеваниям.
х* ^
и^ ^
^^ —
Для того чтобы обеспечить в помещениях нормальную влажность, воздух осушают в жаркое время и увлажняют зимой. Эти
процессы являются одной из главнейших функций системы кондиционирования воздуха.
Важное значение имеет скорость движения воздуха в помещении. С повышением скорости конвективная теплоотдача и испарение осуществляются более интенсивно, но при больших скоростях
воздуха, при которых может быть достигнуто количественное равновесие, получается неприятное ощущение «сквозняка».
Таким образом, задачей кондиционирования воздуха является
поддержание в помещениях наиболее благоприятных, так называемых комфортных условий. Эти условия определяются в первую
очередь температурой и влажностью воздуха в сочетании со скоростью его движения, а также определенным химическим составом воздуха и очисткой его от вредных примесей.
28. ПРИНЦИПЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВОГО И ВЛАЖНОСТНОГО
состояния ВОЗДУХА
Воздух, обрабатываемый в системе кондиционирования воздуха, может рассматриваться как смесь двух идеальных газов —
сухого воздуха и водяного пара, поэтому к нему можно применять
закон Дальтона. Согласно этому закону давление механической
смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь. Следовательно, барометрическое давление атмосферного воздуха В равно сумме парциальных давлений
сухого воздуха рв и водяных паров в нем рп:
136

139.

Влагосодержанием 4 называется масса водяных паров, содержащаяся в 1 кг сухого воздуха.
Влагосодержание и давление пара связаны равенством, полученным из уравнения состояния идеального газа,
^ = 0,622^-,
где 0,622 — число, показывающее отношение плотности водяных
паров к плотности сухого воздуха при той же температуре. Масса водяных паров в воздухе может увеличиваться только до определенного предела, при котором воздух называется > насыщен-
ным.
Для примера приводится выписка из Таблицы насыщенного воздуха
левой колонке указаны температуры, °С, а в правой—соответствующие
влагосодержания и насыщенного воздуха, г/кг:
—10
1,60
+22
О
3,78
+30
+11
+35
8,15
(прил. 3): в
им значения
16,6
27,2
36,6
Из приведенных данных видно, что чем ниже температура
насыщенного воздуха, тем меньшее количество влаги он способен
содержать. Отметим, что повышение температуры на °С приблизительно удваивает способность воздуха
насыщаться
влагой.
Если воздух при той же температуре содержит меньшее, чем указано, количество паров, он называется ненасыщенным, а влага,
находящаяся в нем, представляет собой перегретый пар.
При понижении температуры ненасыщенного воздуха содержащийся в нем перегретый пар превращается в сухой насыщенный. Дальнейшее понижение температуры воздуха приводит к
конденсации в нем влаги и выпадению росы.
Та температура, до которой надо охладить ненасыщенный
воздух данного влатосодержания, чтобы он стал насыщенным,
называется точкой росы. Иначе говоря, это температура предельного насыщения воздуха влагой. Так, влагосодержание 16,6 г/кг
является предельно большим для температуры 22°С. Значит для
воздуха с указанным влагосодержанием температура 22°С является точкой росы. При понижении этой температуры из воздуха
начнет выпадать избыток водяного пара в виде конденсата. Теплый и холодный воздух с одинаковым влагосодержанием имеет
одну и ту же точку росы. Так, для воздуха с влагосодержанием
8,15 г/кг независимо от его температуры точкой росы является
11°С.
Относительной влажностью ф называется отношение парциального давления водяных паров рп, содержащихся в воздухе, к
парциальному давлению водяных паров р'п в насыщенном воздухе при той же температуре:
т-4Рп
137

140.

Относительная влажность ф является одной из основных характеристик воздуха.
Степенью насыщения г|э называется отношение влагосодержания ненасыщенного воздуха и к влагосодержанию и" насыщенного воздуха при той же температуре:
Ф
Т
=А.
Л"
Применять в расчетах влагосодержание и наиболее удобно, так
как на эту величину не влияет изменение температуры воздуха.
Поэтому только ради упрощения расчетов (погрешность не превышает 2-=-4%) относительную влажность <р принимают равной
степени насыщения 1|з, т. е. считают ф равной отношению влагосодержаний насыщенного и ненасыщенного воздуха при одинаковой температуре.
Следовательно, если в воздухе содержится меньше водяных
паров, чем он способен содержать при данной температуре, т. е.
при насыщении, то это количество водяных паров выражается в
долях от максимального и считается относительной влажностью ф.
Например, если 1 кг сухого воздуха при температуре 22°С содержит 8,3, а
не 16,6 г водяных паров, как это могло быть при насыщении, то относительная
влажность его при данной температуре
Т°
8,3-100
16,6
На точке росы относительная влажность <р=100%.
Рассмотрим еще один пример- воздух имеет ^=34°С и влагосодержание й=24,0 г/кг.
Для определения относительной влажности у, используя прил. 5, найдем значение
влагосодержания насыщенного воздуха для температуры 307 К (34°С), ^=34,4 г/ кг.
Тогда
24,0-100
Т°
34.4
По той же таблице определим, что точкой росы для воздуха, имеющего влагосодержание й?=24,0 г/кг, является температура 28°С При охлаждении воздуха до
точки росы его влагосодержание остается неизменным, а относительная влажность
увеличивается и на точке росы ср=100%. При дальнейшем охлаждении воздуха, например до ^=15°С, влагосодержание уменьшается до 10,1 г /кг и из воздуха выпадает
избыточная влага в количестве 24,0 — 10,1 = 13,9 г/кг, 9=100%.
Таким образом, для снижения влагосодержания воздуха, т. е.
для его осушения, воздух необходимо охлаждать до температуры
ниже точки росы*. Процесс охлаждения осуществляется в системе кондиционирования за счет соприкосновения воздуха с поверхностью воздухоохладителя, температура которой всегда ниже
точки росы. Далее охлажденный и осушенный воздух подается в
помещение, где смешивается с внутренним воздухом, ассимили* Осушение воздуха посредством адсорбентов в книге не рассматривается.
138

141.

руя (поглощая) в нем теплоту и 1кдж/кг2 ь_б8 ю п н
влагу. В результате этого темпе' г-с-г-.^ ^ 1 -.А™. ^-^я31>
ратура в помещении снижается и
уменьшается относительная влаж25
ность. Описанный процесс составляет сущность летнего кондиционирования, которое осуществляется
холодильными машинами, рассчитанными на погашение всех теплопритоков в тропическом режиме.
Теплопритоки складываются из отдельных статей, процентное содержание между которыми для большинства судов следующее: через
ограждения 29—31, от солнечной
радиации через ограждения 25—27,
V\влагасоЗержание
*/
Л,г,
от солнечной радиации через остекление 21—23, от людей 16—18, от
Рис. 67. Схема /—Л диаграммы
электроприборов 4—5.
При зимнем кондиционировании
влажного воздуха
наружный
воздух
нагревается
посредством калориферов. Допустим, что в систему кондиционирования поступает воздух, имеющий ^=5°С, ^=4,5 г/кг, что соответствует^ ф = 83,3%.
При нагревании воздуха влагосодержание остается неизменным, а относительная влажность уменьшается. При температуре
25°С ф снизится до 22,5%. Для повышения ф воздух перед подачей в помещение увлажняют паром или распыленной водой.
Таким образом, для зимнего кондиционирования нагревают и
увлажняют воздух, подаваемый в помещения.
Диаграмма
/—и. Процессы изменения состояния влажного
воздуха в системе кондиционирования воздуха принято строить
в диаграмме 1—6. влажного воздуха, предложенный Л. К. Рамзиным. По оси ординат откладывают энтальпию /, кДж/кг сухого воздуха, а по оси абсцисс — влагосодержание д,, т/кг сухого воздуха.
Для того чтобы расширить наиболее важную область влажного воздуха, диаграмму (рис. 67) строят в косоугольной системе координат с углом между осями 135°. Поэтому изоэнтальпы
(/=сопз{) расположены не горизонтально, а параллельно наклонной оси абсцисс, линии постоянного влагосодержания Л •—
вертикально, параллельно оси ординат.
В связи с тем, что область диаграммы, расположенная между горизонталью, проведенной из начала координат и осью абсцисс, находящейся под углом 135° к ней, не представляет интереса для расчета с влажным воздухом, ее в диаграмме обычно
не показывают. Значения влагосодержания переносят с оси
абсцисс на вспомогательную горизонтальную координатную ось
и называют ее условно осью абсцисс.
139

142.

Линии /—соне! на диаграмме прямые, расходящиеся по мере
увеличения влагосодержания А. Кривые постоянной относительной влажности ф (практически совпадающие с кривыми постоянных значений ф) строят по данным таблиц насыщенного воздуха.
Кривая ф=ф:=100% и линия /=0 делят диаграмму на три области: ненасыщенного воздуха, лежащую выше кривой <р:=100%,
водяного тумана — ниже линии ф=100%, но выше линии 7=0
и ледяного тумана ниже кривой ф=100% и ниже линии 1=0. В
нижней части диаграммы проведена криЁая парциальных давлений насыщенных водяных паров р"я. Для обычных расчетов кондиционирования пользуются диаграммой, построенной для давления, равного 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Если на диаграмме /—и
известна точка, характеризующаяся состоянием воздуха, то несложно определить все параметры его состояния, а также точку
росы (примеры такого содержания с использованием рабочей
диаграммы /—и приведены в конце данного параграфа). На диаграмме /—и строят процессы изменения состояния влажного воздуха. На рис. 68 точкой А показано начальное состояние воздуха,
а прямыми линиями изображены следующие основные процессы:
/ — сухое нагревание воздуха — вертикальная направленная
вверх линия. Этот процесс осуществляется при прохождении влажного воздуха через поверхностный нагреватель без изменения
влагосодержания (й?=соп5{). Относительная влажность ф при
этом понижается;
2 — увлажнение воздуха паром. При этом возрастет влагосодержание д., линия процесса увлажнения паром незначительно отклоняется от изотермы, относительная влажность ф увеличивается;
3 — увлажнение воздуха водой. В определенном приближении
изображается линией, совпадающей с изоэнтальпой (/—сопз!:);
4 — сухое охлаждение воздуха — вертикальная направленная
вниз линия. Процесс происходит без изменения влагосодержания А, относительная влажность ф увеличивается, энтальпия /
уменьшается. В предельном случае этот процесс заканчивается
на кривой ф=100%;
5 — охлаждение воздуха с егоосушением. Для осуществления этого
процесса необходимо, чтобы температура поверхности воздухоохладителя
была ниже температуры точки росы.
В результате такого охлаждения из
воздуха выпадает влага, и его влагосодержание уменьшается на величи/Осушение
р
\ Увлажнение
«8 о
6
*~
обработки воздуха в диТграТ-
ме /—д.
140
ну ДЙ = С?нач—<^кон-
Одновременно с понижением температуры воздуха повышается его
относительная
влажность
ф.
Зона,
ограниченная касательной, проведен-

143.

ной из точки А к кривой насыщения (<р = 100%), и линией 4 (заштрихована), соответствует возможному состоянию воздуха при
охлаждении в поверхностном воздухоохладителе. Зная положение
линий, изображающих основные процессы изменения состояния
воздуха, в дальнейшем можно будет построить рабочие циклы
в осях /—и для различных типов систем кондиционирования воздуха.
Угол наклона прямой процесса тепловлажностной обработки
воздуха в диаграмме /—Л зависит от соотношения количества
тепла, отведенного или подведенного к воздуху, и количества влаги, выделившейся на поверхности охлаждения или подведенной
с паром или водой. Отношение изменения энтальпии воздуха к изменению его влагосодержания называется тепловлажностным отношением или угловым коэффициентом процесса:
8
_ Д/
—дЗ"
В общем случае е процесса изменяется от +оо (при сухом нагревании воздуха) до —оо (при сухом охлаждении воздуха).
Для удобства построения процессов изменения состояния воздуха на диаграмме нанесены значения е от —оо до+оо в виде
пучка лучей (см. прил. 4), исходящих из нулевой точки диаграммы (/=0, Г=0, й=0). Чтобы эти лучи не мешали основным линиям, наносят только концы лучей на полях диаграммы.
В процессах при постоянной энтальпии, например при охлаждении воздуха водой, угловой коэффициент е=0. Чтобы выяснить
направление процесса с известным тепловлажностным отношением е, нужно на полях диаграммы найти луч с этим значением,
соединить его с нулевой точкой диаграммы и провести из точки
начального состояния воздуха линию, параллельную этому лучу.
Относительную влажность воздуха определяют посредством
приборов психрометров и гигрометров.
Психрометр (рис. 69). Прибор состоит из двух одинаковых ртутных термометров / и 2. Термометр 1 служит для измерения температуры окружающей
среды и его условно называют «сухим», термометр 2 — «мокрым», так как для
измерения ртутный резервуар повязывают чистым батистом 3, конец которого
опускают в сосуд 4 с дистиллированной водой. По капиллярам батиста вода
поднимается к шарику резервуара термометра, равномерно смачивая его поверхность. Действие психрометра основано на охлаждении смоченного термометра. На испарение влаги с поверхности батиста расходуется тепло —
2257 кДж (559 ккал), т. е. скрытое тепло на каждый килограмм испаренной
влаги. Поэтому «мокрый» термометр показывает температуру ниже, чем «сухой». Чем суше окружающий воздух, тем интенсивнее происходит испарение
с поверхности батиста и тем ниже показания «мокрого» термометра. С увеличением влажности воздуха (при той же его температуре) испарение с поверхности «мокрого» термометра уменьшается, и его показания будут приближаться
к показаниям «сухого» термометра. Таким образом, по показаниям «сухого»
(<о) и «мокрого (^м) термометров можно определить относительную влажность окружающего воздуха. Делать это можно с помощью таблиц или психрометрической диаграммы, показанной на рис. 70.
Пример. Определить температуру точки росы и относительную влажность
Ф, если / 0 = 30°С и /М=24°С.
141

144.

На шкале / отмечаем точку, соответствующую
(с = 30°,
а
на
шкале ///
^м = 24°С.
Через эти две точки проводим
прямую, продолжая ее до пересечения со шкалой IV,
на которой находим точку
росы
21,5°С. Найденное значение точки росы откладываем на шкале //, затем проводим прямую
через точку, ранее отмеченную на шкале /, и
точку на шкале //, продолжая ее до пересечения со шкалой V, на которой и найдем значение ф = 61%.
Применяют также электрические
психрометры и полупроводниковые
элекиропсихрометры (у которых датчиками являются бусинковые термисторы). Последние отличаются малой
инерционностью
и, следовательно,
повышенной чувствительностью.
Гигрометр. Прибор основан на свойствах
некоторых твердых веществ
изменять
свои линейные размеры в зависимости от относительной влажности воздуха. В качестве
чувствительных элементов гигрометров служат обезжиренный человеческий волос, животные и вискозные пленки, капроновые нити
и др. При увеличении относительной влажности чувствительный элемент, находящийся
под постоянном натяжением, удлиняется, что
фиксируется на шкале прибора стрелкой.
С*)
Рис. 69. Психрометр
Понятие о результирующей температуре. Тепловые ощущения человека зависят от температуры воздуха в помещении ^ш относительной влажности <р, скорости движения воздуха да и температуры ограждающих поверхностей помещения ^огр.
Имеется несколько методов оценки теплоощущения человека,
учитывающих либо некоторые, либо все указанные основные четыре параметра.
Наиболее полным критерием, определяющим теплоощущение,
является результирующая температура (РТ), учитывающая влияние на теплоощущение человека ^п, фш й>п и средней радиационной температуры ограждений /л=^ОГр. При различных комбинациях этих параметров РТ, а следовательно, и тепловые ощущения
человека могут оставаться одинаковыми. Поэтому РТ не может
быть измерена термометром и является понятием условным. Например, результирующую температуру 23,2°РТ могут дать следующие комбинации:
К), М/С
24
26
24
24
142
60
48
77
68
0,15
0,15
0,25
0,15
28
28
28
25

145.

С 1975 г. результирующая температура РТ установлена Министерством здравоохранения СССР в качестве нормирующего
комплексного параметра микроклимата для жилых и общественных помещений. Рекомендации по величине РТ, обеспечивающей
комфорт, в зависимости от района плавания при расчетных параметрах наружного воздуха даны в Нормах микроклимата для судовых, жилых и общественных помещений, оборудованных СКВ.
По этим Нормам, например, для судов с неограниченным районом
плавания РТ (в ° РТ) на линии комфорта в теплое время должна
равняться 24,1, в холодное — 18,1°.
Комфортные значения РТ могут быть обеспечены только при
определенных сочетаниях температуры, относительной влажности
и подвижности воздуха, которые должны оставаться в следующих
пределах: фп=50±10%, ИУП = 0,15 м/с (при эксплуатации допускается повышение в летнее время до 0,5 м/с, в зимнее — до
Рис.
70.
Психрометрическая
диаграмма
143

146.

0,25 м/с), разность между 1а и ^к—^'огр не должна превышать
± (2-=-4) °С. Для определения РТ по известным параметрам
воздуха и других действий используют номограмму. Методика использования ее дана в источнике [3] Для работы с
номограммой помимо ^п по «сухому» термометру необходимо
знать фп или ^п по «мокрому» термометру — замеряют психрометром, У7П замеряют анемометром, среднюю радиационную температуру ?н—*огр принимают из расчета изоляции помещения как среднюю температуру ограждений либо измеряют с помощью поверхностных термопар.
Практика эксплуатации судовых систем кондиционирования
воздуха показывает, что параметры наружного воздуха обязательно должны учитываться при определении желаемой температуры в помещении (при сохранении заданных санитарными правилами пределов относительной влажности).
Для определения приблизительного значения допустимой температуры в помещении в жаркое время можно применять формулу,
данную в § 43.
Для жилых и общественных помещений, оборудованных круглосуточной системой кондиционирования воздуха, количество
подаваемого наружного воздуха должно быть не менее 25 м3/ч на
1 чел.
Рассмотрим пример использования диаграммы /—"и.
Пример. Наружный воздух с параметрами^ =34°С и <у1=65% охлаждается до
температуры ^г = 19°С в воздухоохладителе, имеющем температуры стенки *ст =9°С
Определить относительную влажность воздуха в конечном состоянии, количество
выделяемой влаги и отведенное тепло.
Р е ш е н и е На диаграмме / — Л (прил. 4) определяем остальные параметры начального состояния воздуха: влагосодержание ^1=21,9 г/кг, /=90 кДж/кг. Для
определения точки росы ^> из начальной точки / (^, 91) проведем вниз вертикальную прямую линию до пересечения с линией насыщения (<р=ЮО%). На диаграмме
видно, что /р = 26,7°С Поскольку точка росы ^р выше температуры стенки воздухоохладителя ^ст, то процесс охлаждения воздуха сопровождается выпадением из
него влаги Далее на диаграмме наносят точку 0 на пересечении изотермы ^Ст=9°С
с линией ш=100% и соединяют ее с точкой / начального состояния воздуха. Точка 2 конечного состояния воздуха на выходе из воздухоохладителя лежит на пересечении изотермы ^2=19ЭС с линией /—0 ср2=94%, ^2—12,9 г/кг, /2=51,8 кДж/кг.
Изменение влагосодержания 1 кг сухого воздуха Дй=^1—Й 2 = 21,9—12,9=
= 9 г/кгКоличество отведенного тепла на I кг сухого воздуха составит ^ — 90—51, 8=
=38,2 кДж/кг.
Пример. Наружный воздух с температурой ^=2ЭС и влагосодержанием Л\=
=3,5 г/кг подогревается до температуры ^2=38°С. Определить изменение относительной влажности воздуха и количество подведенного к нему тепла.
По диаграмме определим, что в начальном состоянии воздуха ^1=80% и 1\ —
=11 к Д ж/кг
"В процессе подогрева воздуха его влагосодержание не изменяется, следовательно, процесс выразится вертикальной линией. Конечное состояние воздуха определим пересечением линий А\ и ^2 <р2=7,8%, /2=47,5 кДж/кг.
Расход тепла в воздухонагревателе на 1 кг сухого воздуха ^=I•^—/1=47,5—
—11=36,5 кДж/кг.

147.

29. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
Системы кондиционирования воздуха (СКВ) по назначению
подразделяются на комфортные и технические. Системы, предназначенные для обслуживания жилых, общественных, медицинских
и служебных помещений с длительным пребыванием людей, называются системами комфортного кондиционирования. Системы,
которые обеспечивают оптимальные климатические условия, необходимые для технологических надобностей или хранения грузов, называются системами технического кондиционирования. Техническое кондиционирование применяют на сухогрузных судах
для предотвращения попадания влаги на поверхность груза и
порчи его, на танкерах с целью замедления коррозии и предупреждения образования взрывообразной концентрации газов в танках. Примером технического кондиционирования также может
служить тепловлажностная обработка воздуха в помещении, где
установлена электронная аппаратура, бесперебойную работу которой можно обеспечить только при определенной температуре и
влажности воздуха и т. п.
По периодам работы в течение года комфортные* СКВ делятся на:
летние, в которых воздух охлаждается и осушается;
зимние, в которых воздух нагревается и увлажняется;
круглогодичные, совмещающие функции первой и второй систем. Системы кондиционирования воздуха последнего типа устанавливают на судах с неограниченным районом плавания, т. е.
они составляют абсолютное большинство.
Кроме того, при соответствующих параметрах наружного воздуха установка может работать в режиме вентилирования помещений наружным воздухом (без тепловлажностной обработки
воздуха).
По числу воздухопроводов, по которым воздух подводится к
воздухораспределителю помещения, СКВ бывают одно- и двухканальные.
По давлению воздуха за кондиционером СКВ делят на низкоПримерно 1000 Па), средне- (1200-7-2000 Па) и высоконапорные
(более 2000 Па).
Системы кондиционирования воздуха бывают прямоточные и
с рециркуляцией воздуха. В прямоточных СКВ отрабатывается и
подается в помещения только наружный воздух. В СКВ с рециркуляцией предусмотрен забор вентилятором смеси наружного и рециркуляционного (из коридоров) воздуха. Естественно, что забор
воздуха на рециркуляцию допускается только из тех помещений,
в которых нет источников появления вредных газов и неприятных
запахов. Рециркуляция повышает экономичность системы кондиционирования воздуха, так как при этом сокращаются расходы хо" В книге рассматривается только комфортное кондиционирование, поэтому
в дальнейшем слово «комфортное» опускается.
145

148.

лода (летом) и тепла (зимой) на обработку наружного воздуха.
Для рециркуляции допускается использование в летних СКВ до
80%, в зимних — до 50%, круглогодичных — до 50% воздуха помещения от потребного количества воздуха. Применяемые на судах установки кондиционирования воздуха отличаются большим
разнообразием.
30. ОСНОВНЫЕ Т И П Ы СИСТЕМ КРУГЛОГОДИЧНОГО
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Система круглогодичного кондиционирования воздуха состоит
из центрального кондиционера, воздухопроводов, воздухораспределительных каютных устройств, арматуры, средств автоматического регулирования и защиты, контрольно-измерительных приборов,
а также источников тепла и холода, обеспечивающих зимний и
летний режимы работы,
ВР Г
ОВслужидаемое
помещение
г
<>Н /
.
Летний режим
Зимний решим
К другим
помещениям
Рециркуляционный Воздух
Рис. 71- Одноканальная система круглогодичного кондиционирования:
а — принципиальная схема; б — процессы изменения состояния воздуха в летнем и зимнем
режимах
146

149.

Центральный кондиционер представляет собой агрегат, включающий фильтры, вентилятор, воздухонагреватели (калориферы),
воздухоохладители, увлажнители, каплеотделители (элиминаторы), шумоглушительные камеры, воздушные заслонки и другое
оборудование.
Рассмотрим принципиальные схемы основных типов СКВ, получивших распространение на судах.
Тип I. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования с полной обработкой воздуха в центральном кондиционере.
Схема (рис. 71, а) предусматривает рециркуляцию воздуха.
Процессы изменения состояния влажного воздуха в диаграмме
/—и при летнем и зимнем режимах работы СКВ представлены на
рис. 71, б. Летний режим работы системы обеспечивается холодильной установкой, в состав которой входит компрессор КМ, конденсатор КД, регенеративный теплообменник РТО, теплообменник, ТРВ, с распределителем хладона и испаритель-воздухоохладитель ВО (последние два размещены в центральном кондиционере) . Компрессорные холодильные машины, входящие в
состав СКВ, принципиально не отличаются от машин, обслуживающих провизионные камеры, но имеют значительно большую
холодопроизводительность.
Л е т н и й р е ж и м . Пройдя через фильтр ПФ, наружный и рециркуляционный воздух смешиваются в камере смешения центрального кондиционера. На диатрамме I—с1 этот процесс смешения изображается прямой линией Я—К- Точку А, характеризующую состояние смешанного воздуха, можно найти, если расстояние между Н и К разделить обратно пропорционально массовым
количествам смешиваемого воздуха Он наружного и Ср рециркуляционного:
°« __КА
Ср —НА
В вентиляторе В воздух при сжатии нагревается (сухое нагревание по линии АГ при б?=сопз1;) и подается в воздухоохладитель ВО, где охлаждается до температуры ниже точки росы и
осушается. Состояние насыщенного воздуха вблизи поверхности
охлаждения определяется точкой О, в которой температура воздуха равна средней температуре охлаждающей поверхности воздухоохладителя, а его относительная влажность ф=100%. Процесс
охлаждения воздуха в воздухоохладителе может быть представлен как процесс смешения воздуха, поступающего в воздухоохладитель (точка Г) и насыщенного воздуха у поверхности охлаждения (точка О).
В диаграмме /—и этот процесс условно изображается прямой
линией ГО. Состояние воздуха на выходе из воздухоохладителя
ВО определяется точкой В. Положение ее зависит от температуры поверхности охлаждения, скорости воздуха, числа рядов тру147

150.

бок по ходу движения потока воздуха, перемешивания воздуха
и других факторов. На выходе из центрального кондиционера относительная влажность не превышает 95%. Для получения <р =
= 100% во всем объеме охлаждаемого воздуха (в этом случае
точка В совпадает с точкой О) потребовалась бы бесконечно большая поверхность воздухоохладителя или очень длительное
время процесса.
Капли влаги, выпавшие из воздуха в процессе охлаждения,
во избежание уноса в систему, отделяют в каплеотделитель КОДля отвода в цистерну или за борт выпавшего из воздуха конденсата предусмотрен поддон с дренажной трубой. Далее охлажденный и осушенный воздух через шумоглушительную камеру
ШГ подается в разводящую магистраль и оттуда через воздухораспределители ВР — в обслуживаемые помещения. В напорном
изолированном трубопроводе воздух нагревается (процесс по линии ВС при с1=соп${). Поступая в помещение, кондиционированный воздух смешивается с воздухом помещения, ассимилируя
(поглощая) тепло и влагу (процесс по линии СП). Этот процесс
характеризуется повышением влагосодержания, температуры и
энтальпии воздуха; относительная влажность понижается. Из
обслуживаемых помещений через дверные решетки воздух проходит в коридор, нагревается (процесс по линии ПК при й=сопз1),
частично через неплотности удаляется наружу, а частично подсасывается вентилятором В на рециркуляцию.
В табл. 12 даны примеры изменения тепловлажностных характеристик воздуха в различных частях одноканальной средненаТ а б л и ц а 12
Изменение тепловлажностнык характеристик воздуха (к рис. 71)
Воздух
°С
ч>, %
а, г/кг
/, кДж/кг
80
46
70
62
95
83
50
22
9,1
17,3
17,3
8,2
8,2
9,1
84,2
47,0
72,4
74,5
32,6
34,7
46,9
85
21
54
34
30
13
20
23
48
2,2
2,2
7
3,6
3,6
3,6
6,1
6,1
7
0,84
20,5
36,0
28,1
27,2
41,4
47,3
45,6
37,7
Летний режим
Наружный атмосферный (70%)
Рециркуляционный (30%)
Смешанный
После вентилятора
После ВО
Перед каютным ВР
В помещении
30
25
28,5
30,5
12
14
23,5
Зимний режим
Наружный атмосферный (70%)
После ВН1
Рециркуляционный (30%)
Смешанный
После вентилятора
После ВН2
После увлажнителя
Перед каютным ВР
В помещении
148
—5
15
18,5
16
18
32
32
30
20

151.

порной СКВ при летнем и зимнем
режимах (^Нар=30°С, фнар=
г
= 80% летом и (нар — — 5°С, фпар =85% зимой). Проследим изменения параметров воздуха при летнем режиме. Из табл. 12 видно, что в вентиляторе воздух нагревается на 30,5 — 28,5 =2°С, а
так как этот процесс происходит при постоянном влагосодержании
и, то относительная влажность ф снижается до 62%. В ВО температура воздуха понижается на 30,5 — 12=18,5°С, из каждого
килограмма воздуха удаляется в среднем 17,3 — 8,2=9,1 г конденсата, ф при этом увеличивается до 95%. Кипящий в ВО хладон
отбирает от каждого килограмма воздуха в среднем около 42 кДж
тепла. В магистрали по пути к каютным ВР воздух нагревается
от 16 до 14°С, а ф уменьшается от 95 до 83%. Поступая в помещения, приточный воздух перемешивается с воздухом помещений,
в результате чего в помещении устанавливается ^Поч=23,5°С, что
на 6,5°С ниже температуры окружающей среды, и ф п ом=50%.
З и м н и й р е ж и м . Наружный воздух подогревается обычно
до 15-=-18°С воздухонагревателем ВН1 — калорифером первой
ступени (процесс по линии Н'Б' при о!=соп51), затем смешивается с рециркуляционным воздухом (процессы Б' А' и К.' А'). Из камеры смешения КС вентилятор нагнетает воздух (нагрев в вентиляторе — линия А' Г') в воздухонагреватель ВН2 — калорифер
второй ступени, где воздух нагревается, в нашем примере 32°С —
процесс по линии Г' Ц'. Зимой влагосодержание наружного воздуха очень мало, поэтому в процессе его нагрева относительная
влажность значительно понижается. Повышение влажности воздуха обеспечивается подмешиванием к нему пара, подаваемого
через увлажнительное устройство У — процесс увлажнения Д'В'
близок к изотермическому (изменение величины с? и ф видно из
табл. 12). Несмотря на изоляцию в напорном трубопроводе воздух несколько охлаждается от теплообмена с окружающей средой
(процесс В' С' при й=соп5{) и через воздухораспределительное
устройство ВР подается в помещения, где, смешиваясь с воздухом помещения, ассимилирует тепло и влагу (процесс по линии
С'П'). Процесс П'К! — охлаждение воздуха
в коридорах при
В качестве выпускных воздухораспределителей (ВР) в одноканальных СКВ применяют устройства самых различных конструкций. Отраслевым стандартом установлено применение на новостроящихся судах ВРН-2,5 и ВРР-2,5 — воздухораспределителей
выпускных соответственно с направленной и радиальной раздачей
воздуха с номинальным расходом 250 м3/ч, а также ВРП-1,6 —
воздухораспределителя панельной раздачи с номинальным расходом 160 м 3 /ч. ,
Корпус / ВРН-2,5 (рис. 72, а) с целью звукоизоляции изнутри
покрыт слоем поропласта. Воздух подается через патрубок 6. Отверстия 10 для выпуска воздуха сделаны по всему периметру корпуса, в передней части отверстия расположены в два ряда, ввиду
чего через них подается 50%, через боковые отверстия 20% и задние — 10% объема приточного воздуха. Коэффициент эжекции
149

152.

6}
/ м\м * м м
13
9 8 7
/
2
Заьшйча подволока
396
655
Рис.
72.
Воздухораспределители:
<а — ВРН-2,5; б — ВРП-1,6
(отношение объема эжектируемого воздуха помещения к объему
приточного воздуха) /Сэ = 0,3. Механизм регулирования расхода
воздуха состоит из винта 9 с головкой 7, вертикального стержня 2
с гайкой 8 и сферического клапана 5 со штоком 4, скользящим в
направляющей 3. Подачу воздуха изменяют вращением головки
7 за счет изменения положения клапана 5. Помимо этого можно
посредством заслонок //, управляемых ручками 12, регулировать
подачу воздуха через боковые отверстия ВР.
Воздухораспределитель ВРР отличается от рассмотренного однорядным расположением выпускных отверстий по всему периметру корпуса. Боковые заслонки отсутствуют. У ВРП-1,6 (рис 72,
б) живое сечение отверстий 2 составляет 28% общей поверхности
панели /. Воздух подается через патрубок 4, подача регулируется заслонкой 3.
Рассмотренная одноканальная система с полной отработкой
воздуха в центральном кондиционере характеризуется следующим: воздух как в летнем, так и в зимнем режиме обрабатывается только в центральном кондиционере до параметров, соответствующих наибольшим тепловым нагрузкам. К каждому ВР воздух
подается
по одному каналу. Рассмотренная
система
является наиболее простой и дешевой. Индивидуальное регулирование параметров воздуха в помещении может осуществляться
только за счет изменения количества приточного воздуха (количественное регулирование). Для этого воздухораспределитель ВР
имеет специальную заслонку. Такой метод индивидуального регулирования является серьезным недостатком системы, так как
при уменьшении количества приточного воздуха ухудшается вентиляция помещения, что зачастую приводит к созданию дискомфортных условий. Системы кондиционирования воздуха рассмотренного типа получили распространение на судах неограниченного
150

153.

района плавания с преимущественным нахождением в южных и
тропических широтах.
Тип II. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования с частичной обработкой воздуха в центральном кондиционере и с дополнительным подогревом воздуха в доводочных подогревателях, встроенных в воздухораспределители, — доводчики
кондиционируемых помещений (рис. 73, табл. 13).
В л е т н е м р е ж и м е система работает так же, как и ранее
рассмотренная одноканальная система: воздух охлаждается и осушается только в центральном кондиционере, а затем подается к
каютным воздухораспределителям. На магистрали установлен путевой глушитель шума, что является характерным для высоконапорных систем.
Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется только изменением количества приточного воздуха (количественное регулирование) посредством заслонки каютного ВР. Процессы в диаграмме 1-й: НА и КА — смешение наружного и рециркуляционного воздуха, АГ — нагрев в вентиляторе, ГО —
охлаждение и осушение воздуха, точка В — состояние воздуха на
выходе из воздухоохладителя ВО, ВС — нагрев воздуха в напорной магистрали, СП — тепло- и влагоассимиляция в помещении, Я/С — нагрев воздуха в коридоре.
В з и м н е м р е ж и м е смешанный наружный и рециркуляционный воздух (процессы Н'А' и К.'А') нагревается в вентиляторе
(процесс А'Г'), а затем в ВН (процесс Г Б'), увлажняется (процесс Б'В') и подается в напорную магистраль (нагрев в магистрали — процесс по линии В'Д'). Если магистраль проходит че-
Г
Е'
Обслуживаемые помещения
~ Летний режим
Зимний режим
РН
Воздух
Рис. 73. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования с концевым подогревом в водяных доводчиках:
а — принципиальная схема;
зимнем режимах
б — процессы изменения состояния
воздуха в летнем
и
151

154.

Т а б л и ц а 13
Изменение тепловлажностных характеристик воздуха (к рис. 73)
Воздух
°С
Ф, %
Л , г/кг
/,
КДЖ/КГ
Легкий режим
Наружный атмосферный (70%)
Рециркуляционный (30%)
Смешанный
За вентилятором
За ВО
Перед каютным ВРД
В помещении
31
26
29,2
32,7
11,5
12,5
24
78
45
69
56
95
90
50
22,6
9,3
18,0
18,0
8,0
8,0
9,3
87,9
49,4
75,3
78,7
31,8
32,6
47,7
80
57
75
59
39
53
49
24
50
3,4
7,5
4,7
4,7
4,7
6,2
6,2
7,1
7,5
10,5
37,2
19,2
23,0
28,4
32,6
33,5
50,2
39,3
Зимний режим
Наружный атмосферный (70%)
Рециркуляционный (30%)
Смешанный
После вентилятора
После ВН
После увлажнителя
Перед ВРД
Смешанный на выходе из ВРД
В помещении
2
18,5
7,5
11
17
17
18
32
20,5
рез помещения, имеющие низкую температуру, несмотря на изоляцию воздухопровода возможны теплопотери. В этом случае температура воздуха в магистрали снизится, а процесс В'Д' в диаграмме /—и пойдет не вверх, а вниз от точки В. Концевой подогрев
воздуха осуществляется в доводочных подогревателях, размещенных в каютных шкафчиках ВРД. Нагревающий элемент доводочного подогревателя может быть водяным или электрическим. Вода нагревается до 80—90°С в паровом водоподогревателе ВП и
рециркуляционным насосом РН прокачивается через змеевики
водяных доводчиков. Расширительный бак РБ, сообщенный с атмосферой, воспринимает изменение объема воды под влиянием
температуры.
В СКВ рассматриваемого типа применяются воздухораспределители доводочные (ВРД) трех типов: ВДВЭ — с водяным
теплообменником, эжекционный; ВДЭЭ — с электронагревателем;
ВДВП — с водяным теплообменником, прямоточный. Воздухораспределители доводочные имеют номинальную воздухоподачу по
приточному воздуху от 80 до 320 м3/ч.
На рис. 74 показан воздухораспределитель типа ВДВЭ. Приточный воздух, имея достаточно высокий напор, по каналу, в котором находится регулирующая заслонка 2, подводится к сопловым отверстиям 5. При истечении приточного воздуха с большой
скоростью через сопла в камеру смешения 7 сквозь решетку 10
эжектируется воздух из помещения. Проходя через водяной нагреватель 1, он подогревается (процесс П'Е' на рис. 73, б) и затем смешивается с приточным воздухом (процесс смешения Д'С'
152

155.

и Е'С'). Через решетку 8 смешанный воздух поступает в помещение, ассимилируя тепло и влагу (процесс С'П'). Таким образом,
создается рециркуляция воздуха внутри помещения, обеспечивающая большую равномерность температурного и влажностного поля по всему объему помещения. Сопловое устройство представляет собой фасонную коробку, внутри которой с помощью звукоизоляционного материала 4 образован фигурный канал 3, выполняющий роль глушителя шума. Внутренние поверхности корпуса
шкафчика оклеены теплозвукоизоляционным материалом. Регули. 5^
Рис 74 Воздухораспределитель типа ВДВЭ:
/ - вход приточного воздуха; Я - вход горячей воды. III - выход горячей воды
153

156.

рование микроклимата в помещении осуществляется рукояткой 9,
воздействующей через привод 6 на заслонку 2. Во многих конструкциях подобных ВРД предусмотрено также регулирование подачи горячей воды в нагреватель /.
Реже применяют прямоточные доводочные воздухораспределители. Они не имеют на панели щелей для подсоса воздуха помещения и работают без рециркуляции. В зависимости от положения
регулирующей заслонки, размещенной в начальной части воздушного канала ВРД, большая или меньшая часть приточного воздуха проходит через канал, в котором находится водяной теплообменник. При этом объем приточного воздуха, подаваемого в помещение, остается постоянным. Доводочные воздухораспределители устанавливают на переборках, они имеют в большинстве случаев ручное управление. Воздухораспределители с электрическими
нагревателями находят применение в тех случаях, когда прокладка в ВРД водяных труб связана с трудностями, их выполняют как
с ручным, так и с автоматическим управлением.
Возможности индивидуального регулирования в рассмотренной
•СКВ реализуются в летнем режиме только за счет количественного регулирования (изменения подачи приточного воздуха в
ВРД), а в зимнем — путем изменения параметров воздуха за
счет регулирования его подогрева в доводочных подогревателях
(качественное регулирование) или подачи приточного воздуха в
ВРД (количественное регулирование). Таким образом, в зимнем
режиме СКВ с доводочными подогревателями обеспечивает более широкие возможности индивидуального регулирования, а следовательно, более комфортные условия. Применяют эти системы на судах неограниченного района плавания с преимущественным нахождением в средних и северных широтах.
Из рассмотренного принципа действия СКВ с доводочными воздухораспределителями ясно, что системы такого типа выполняют
всегда с повышенным напором. Коэффициент эжекции /Сэ (отношение объема эжектируемого воздуха к объему приточного) может
составлять 2—3. В свою очередь повышенный напор порождает
серьезный недостаток — повышенный шум в помещении, возникающий при выходе приточного воздуха из сопел ВРД.
Кроме того, к недостаткам одноканальной СКВ с концевыми
водяными нагревателями следует отнести необходимость прокладки в зашивке помещений двух изолированных водяных труб к
ВРД, сложность определения места протечек, потерю полезного
объема кают, занимаемого пристенными шкафчиками ВРД, усложнением эксплуатации системы.
Одним из возможных вариантов СКВ типа II является схема,
обеспечивающая благодаря предусмотренному резерву холодопроизводительности в летнем режиме более глубокое охлаждение воздуха в центральном кондиционере с целью высаживания из воздуха большого количества влаги, с последующим его подогревом
в концевом доводчике. Эксплуатация таких систем связана с повышенным расходом энергии, но целесообразна для обслужива154

157.

ния помещении, где возможно
повышенное влаговыделение.
Тип III. Одноканальная система круглогодичного кондиционирования без рециркуляции с
частичной обработкой воздуха в
центральном кондиционере и с
дополнительной обработкой воздуха — подогревом или охлаждением .в доводочных ВРД.
Особенностью СКВ этого типа является предусмотренная
схемой возможность подачи в
змеевики водяных доводчиков
зимой горячей, а летом охлаж- Рис. 75. Процессы изменения состоденной воды. Этим удается улуч- яния воздуха в летнем режиме одшить возможности индивидуаль- ноканальной СКВ с охлаждением
ного регулирования в летнем воздуха в ВРД
режиме
за счет качественного
регулирования такого же широкого диапазона, какой обеспечивается при зимнем кондиционировании в СКВ типа II. В летнем
режиме воадух в центральном кондиционере охлаждается до
температуры 12-И9°С и подается в доводочные воздухораспределители ВРД.
На рис. 75 показаны процессы изменения состояния воздуха в
летнем режиме для одноканальной СКВ с дополнительным охлаждением воздуха в доводочных"воздухораспределителях: НГ —
нагрев воздуха в вентиляторе, ГО — охлаждение с осушением воздуха в ВО центрального кондиционера, ВС — нагрев воздуха в
воздухопроводе на пути к ВРД, ПО — охлаждение с осушением
эжектируемого воздуха помещения до температуры обычно 14ч18°С, ЕС и СД — процессы смешения воздуха в ВРД, ДП —
тепловлагоассимиляция.
Зимний режим СКВ типа III осуществляется так же, как в СКВ
типа II. К преимуществам СКВ типа III, помимо уже отмеченных,
следует отнести уменьшение производительности центрального
кондиционера по воздуху в 1,5—2 раза; соответственное уменьшение массы и диаметра воздухопроводов; уменьшение потребной
холодопроизводительности на 20—25%. Системы кондиционирования воздуха типа III имеют недостатки, схожие с системами
типа II, и, кроме того, добавляются следующие: необходимость в
прокладке дренажного трубопровода для отвода влаги, высаженной при охлаждении воздуха в доводочных воздухораспределителях; повышенная сложность эксплуатации; наиболее высокая стоимость из всех типов СКВ. Ввиду этого рассмотренная система
кондиционирования находит пока ограниченное применение даже
на пассажирских судах. Возможности расширения ее использования связаны с достижением в области разработки дешевых и экономичных термоэлектрических охлаждающих устройств.
155

158.

Тип IV. Двухканальная система круглогодичного кондиционирования с полной обработкой воздуха в центральном кондиционере. СКВ такого типа может выполняться как прямоточный, так и
с рециркуляцией воздуха. На рис. 76, а показана принципиальная
схема двухканальной прямоточной системы.
Л е т н и й р е ж и м (рис. 76, б, табл. 14). Наружный воздух,
очищенный в фильтре ПФ, охлаждается и осушается в воздухоохладителе первой ступени В01 (процесс по линии НО). Состояние воздуха на выходе из В01 характеризуется точкой Б. Далее
воздух проходит через каплеотделитель КО1 и подается вентилятором В (нагрев в вентиляторе по линии БГ) и шумоглушительную камеру ШГ1. Отсюда часть кондиционированного воздуха
направляется в разводящую магистраль / первой ступени, а другая
часть подается в воздухоохладитель второй ступени ВО2, где дополнительно охлаждается и осушается (процесс по линии ГО).
(В рассматриваемой схеме поверхности воздухоохладителей ВО1
ВРС
1
^
08 с/г у ж ц баемое
помещение
-#\ -1
ГШГ1
ШГ2
К02
-ГТТТ»-/ГЧ
ВН2
ХК
У
Л\
802 Г-
К01
В01
ВН1
ПФ
Л\*\
Наружный
воздух
—— летний режим
Зимний режим
156
Рис. 76. Двухканальная
система
круглогодичного кондиционированияа —принципиальная схема, б и в —процессы
изменения состояния воздуха
соответственно в летнем и зимнем режиме

159.

Т а б л и ц а 14
Изменение теплошажностных характеристик воздуха (к рис. 76)
°с
Воздух
ф. %
Л, г/кг
65
80
72
59
95
21,3
17,1
17,1
17,1
10,8
10,8
10,9
11,9
87,9
69,5
71,6
73,7
43,5
45,6
46,5
57,8
3,2
3,2
3,2
3,2
6,2
6,5
6,5
6,1
7,1
7,5
23,0
25,9
23,9
34,3
51,9
49,4
46
38,1
7, кДж/кг
Летний резким
Наружный атмосферный
После В01
После вентилятора
Перед каютным ВРС (магистраль /)
После ВО2
Перед каютным ВРС (магистраль //)
Смешанный из двух каналов
В помещении
33,5
26
29
31
16
18
18,7
27,5
84
80
50
Зимний режим
Наружный атмосферный
После ВН1
После вентилятора
Перед каютным ВРС (магистраль /)
После увлажнителя
После ВН2
Перед каютным ВРС (магистраль //)
Смешанный из двух каналов
8 помещении
0
15
18
16
18
35
33
30,5
20
82
30
24
27
52
18
20
23
49
и В02 имеют одинаковую температуру). Состояние воздуха на
выходе из ВО2 характеризуется точкой В.
Из второй ступени воздух через каплеотделитель КО2 и шумоглушитель ШГ2 направляется в магистраль II второй ступени. Нагрев воздуха в магистралях I к II показан линиями соответственно ГЕ и ВД. Таким образом, к каждому каютному смесительному
воздухораспределителю ВРС по двум каналам подается воздух с
разными характеристиками. Регулируя поступление в помещение
воздуха от каналов / и //, поддерживают желаемые параметры
воздуха в помещении (процессы смешения воздуха в ВРС — линии ДС и ЕС). При этом общий расход воздуха остается неизменным. Линия СП — процесс смешения приточного воздуха с воздухом помещения, т. е. процесс тепловлагоассимиляции. Предельные
процессы тепловлагоассимиляции: ЕП\ (воздух подается только
через канал /) и ДЯ2 (воздух подается только через канал //).
В зависимости от соотношения объемов воздуха, подаваемого в
помещение через каналы / и П, точка С, а следовательно, и точка
П, лежащая на прямой П\П<1, перемещаются соответственно вправо или влево. На номинальном летнем режиме в помещении могут
поддерживаться параметры воздуха в диапазоне, характеризуе«
мом прямой П\П?.. Это диапазон индивидуального регулирования
А* ре" . Расход воздуха в каждой из магистралей / и II зависит
от положения регулирующих органов каютных ВРС157

160.

Зимний
режим
(рис.
76, б). Наружный воздух подогревается до 15-М8°С обычно в
ВН1 (процесс по линии Н'Б') и
подается вентилятором (нагрев
в вентиляторе — линия Б'Г') в
магистраль / (охлаждение воздуха в магистрали // — линия
Г'Е'). Другая часть воздуха увлажняется паром (процесс по
|_$5
линии Г'З'), дополнительно на<а
гревается в ВН2 до 30—50°С —
процесс по линии З'В' и подается
в магистраль //
(охлаждение
655
воздуха в магистрали // — линия В'Д'). Линии Е'С' и Д'С' —
Рис. 77. Воздухораспределитель типроцессы
смешения в ВРСГ
па ВР-С
С'П' — процессы
тепловлагоассимиляции.
На номинальном зимнем режиме в помещениях могут поддерживаться параметры воздуха в диапазоне, характеризуемом прямой, соединяющей точки П'\ и П'г- Это диапазон индивидуального
регулирования Д^"°". Соответствующие предельные процессы в
помещении в зимнем режиме: Д'П'2 (воздух подается через канал //) и Ж'П\ (25—40% воздуха подается через канал /, остальной— через канал //).
В отраслевом стандарте установлено применение для двухканальных СКВ смесительных воздухораспределителей ВРНС-2,5,
ВРРС-2,5 (рис. 77), а также уже рассмотренных ВРП-1,6,
со смесителем С-6,3.
Воздухораспределители
типа ВР-С
отличаются наличием двух подводящих патрубков / и 2, куда подается воздух из каналов I и II СКВ. Индивидуальное регулирование микроклимата в помещении достигается изменением положения сферических клапанов на подводящих патрубках. При этом
изменяется соотношение объемов воздуха, поступающего по каналам / и //. Каждый клапан имеет независимый привод, благодаря чему можно прекратить подачу воздуха в помещение. В остальном
ВРНС-2,5 имеют ту же конструкцию, что ВРН-2,5, а
ВРРС-2,5, что ВРР-2,5. В смесителях С-6,3 смешивается в
нужной пропорции воздух, поступающий из каналов / и // перед
подачей в воздухораспределитель панельной раздачи ВРП-1,6.
Смесители С-6,3 имеют общий привод для двух клапанов, следовательно, при повороте рукоятки один клапан уменьшает подачу
воздуха, а другой — соответственно увеличивает. Ранее выпускавшиеся смесительные воздухораспределители также имеют общий
для двух клапанов привод.
Двухканальная система обладает следующими преимуществами: широкий диапазон индивидуального регулирования параметров воздуха в кондиционируемых помещениях, отсюда возмож158

161.

ность получения наиболее комфортных условий; сравнительная
бесшумность работы системы в помещении. Индивидуальное регулирование качественным путем производится при помощи единого теплоносителя — воздуха, чем достигается высокая надежность
и простота обслуживания системы. Двухканальные СКВ выполняют средне- и высоконапорными и широко используют на морских судах всех типов неограниченного района плавания.
Ряд недостатков системы связан с необходимостью прокладки
второго воздухопровода.
Каждый из рассмотренных четырех основных типов систем
кондиционирования воздуха может иметь модификации по типу
теплоносителя, способу воздухораспределения, системы автоматического регулирования и т. д.
К достоинствам высоконапорных СКВ следует отнести их компактность и удобство монтажа за счет меньшего сечения воздухопроводов, возможность осуществления интенсивной рециркуляции
воздуха в помещении за счет эжектирующего действия приточного воздуха; последнее позволяет снизить температуру приточного воздуха.
Избыточный напор 490—980 Па (50—100 мм вод. ст.) в воздухопроводах перед выпускными устройствами обеспечивает равномерное поступление воздуха в каюты независимо от того, насколько изменяют количество поступающего воздуха обитатели
соседних помещений данной центральной системы. В то же время
для одноканальных низко- и средненапорных систем с количественным индивидуальным регулированием для уменьшения этой
зависимости требуется установка специальных регуляторов статического давления воздуха в магистрали, которые автоматически
изменяют подачу воздуха от кондиционера в группу тех помеще»
ний, в которых изменен расход воздуха.
Основным недостатком высоконапорных систем является повышенный уровень шума, значительно снижающий комфорт в кондиционируемых помещениях. Кроме того, с увеличением давления
вентилятора повышается нагрев в нем воздуха. На каждые
980 Па (100 мм вод. ст.) давления, развиваемого вентилятором,
температура воздуха повышается примерно на 1°С. Нагрев воздуха в вентиляторе и в воздухопроводах бывает настолько значителен, что СКВ должна быть переведена из режима вентиляции в
режим летнего кондиционирования намного раньше, т. е. при более низких температурах наружного воздуха.
С учетом приведенных соображений в настоящее время наибольшее распространение в области комфортного кондиционирования получают средненапорные системы с давлением вентилятора
до 2450 Па (250 мм вод. ст.).
Низконапорные самостоятельные системы кондиционирования
применяют на современных судах для общественных помещений
большого объема (ресторанов, салонов, кинозалов и т. п.), так
как в этих помещениях не требуется индивидуальное регулирование параметров.
159

162.

Скорость движения воздуха в судовых жилых помещениях в
соответствии с Санитарными Правилами не должна превышать
0,3—0,5 м/с. Разность между температурами внутреннего и приточного воздуха зависит от типа воздухораспределителя и напора
в магистрали: Л^р=4юм—^щ>. Она лежит в пределах 4—15°С. В
низконапорных системах температура приточного воздуха при
^Ам» до 18н-2ГС. Здесь применяют неэжекционные или со слабой эжектирующей способностью воздухораспределители. В высоконапорных СКВ в связи с применением воздухораспределителей
эжекционного типа температура приточного воздуха может быть снижена до ^пр=12-М5°С. Умеренные значения 4р=14-г-18°С характерны для средненапорных СКВ.
По данным ряда специалистов, стоимость высоконапорных СКВ
сухогрузного судна составляет 1,6—2% его стоимости.
Средние характеристики комфортных СКВ на транспортных и
пассажирских судах отечественной и иностранной постройки: кратность обмена воздуха 3—10 обменов/ч, установленная мощность
электродвигателей
СКВ 1,0—3,5 кВт на 1 чел. и 0,03—0,9 кВт на
1 м3 помещения, требуемая холодопроизводительность
1,75—
7,55 кВт на 1 чел., и 0,058—0,175 кВт на 1 м3 помещения.
31.
СУДОВЫЕ
КОНДИЦИОНЕРЫ
В зависимости от того, совместно или раздельно расположены
кондиционер и холодильная машина, все кондиционеры можно
разделить на неавтономные и автономные. Неавтономные кондиционеры можно условно разделить на центральные и центральногрупповые.
В центральном
кондиционере,
обслуживаемом
собственной холодильной машиной, обрабатывается воздух, который
затем направляется во все судовые помещения или большую группу помещений. Если судно имеет среднюю или кормовую надстройку, то каждая из них может быть оборудована своим центральным кондиционером. Учитывая, что один из бортов судна больше облучается солнцем, для помещений каждого борта может быть предусмотрен свой центральный кондиционер. В рассмотренных случаях холодильную машину стараются расположить недалеко от кондиционера и применить систему непосредственного
охлаждения.
Центрально-групповые кондиционеры размещаются в разных
частях судна и обслуживаются холодильной машиной, нередко
размещенной в другой его части. Такие кондиционеры обслуживают отдельные группы помещений судна и имеют меньшую по
сравнению с центральным кондиционером воздухо-, холодо- и
теплопроизводительность. Центрально-групповые кондиционеры
могут иметь рассольное или непосредственное охлаждение. В качестве примера можно привести пассажирский теплоход «Михаил
Лермонтов», где в 31 выгородке, расположенных в разных частях
№0

163.

судна, размещено 42 центрально-групповых кондиционера с рассольным охлаждением воздухоохладителей.
Автономный кондиционер — это автономный единый агрегат,
в состав которого входят аппараты тепловлажной обработки воздуха и холодильная машина. Автономные кондиционеры делятся
на местные и групповые. Местными автономными называются
кондиционеры, предназначенные для обслуживания одного помещения (каюты, салона и т. п.). Групповые автономные кондиционеры обслуживают группу помещений и имеют специальные патрубки, к которым присоединяют относительно короткие воздухопроводы для раздачи обработанного воздуха по помещениям обслуживаемой ими группы, причем избыточное давление воздуха в
этих патрубках обычно не более 300—500 Па (30—50 мм вод. ст.).
По сравнению с неавтономными кондиционерами автономные имеют значительно меньшую производительность.
Неавтономные кондиционеры. Центральные и центрально-групповые кондиционеры по устройству принципиально не отличаются друг от друга. Последовательность расположения основных
элементов, определяющая технологическую схему обработки воздуха, может быть разной. Если конструкция кондиционера предусматривает резкое изменение направления движения потока воздуха в нем после воздухоохладителя и увлажнителя, то установка
каплеуловителя (элиминатора) не обязательна; при резком повороте потока капли отделяются под действием сил инерции и
вследствие уменьшения скорости потока воздуха. Имеются конструкции кондиционеров, предназначенных для двухканальных систем, у которых воздухоохладитель устанавливают только во второй
ступени. В такой конструкции воздуховод после второй ступени
рассчитан на 100% расхода воздуха. Кондиционеры выполняют
моноблочными и секционными, т. е. составленными из отдельных
соединений секций. Кондиционеры могут иметь воздухоохладители непосредственного или рассольного охлаждения, а воздухонагреватели паровые или водяные. Имеются конструкции кондиционеров, где теплообменник совмещает функции воздухоохладителя и воздухонагревателя за счет подачи в него летом холодной воды, а зимой горячей.
На судах отечественной постройки применяют центральные и
центрально-групповые кондиционеры типов КЦВД, «Экватор»,
«Бриз», «Пассат» и др. В качестве примера рассмотрим кондиционер «Бриз-56» (рис. 78, табл. 15). Цифра «56» показывает производительность кондиционера по воздуху в м3/ч, деленную на 100.
Кондиционер выполнен средненапорным, предназначен для круглогодичной тепловлажной обработки воздуха в двух- и одноканальных СКВ как с частичной рециркуляцией воздуха, так и без
нее. Кондиционер скомпанован в жестком корпусе, состоящим из
двух соединенных болтами секций I, вентилятора и секции 7 воздухоохладителя. Каждая из секций представляет собой жесткую
сварную
конструкцию,
состоящую
из профилей
и листов
алюминиево-магниевого сплава, которые изолированы
изнутри
г/46—5247
161

164.

эластичным полиуретановым пенопластом и капроновым полотном и обшиты перфорированными листами 2. На корпусе предусмотрено несколько съемных крышек. С фронтальной стороны
кондиционера вмонтирована панель управления.
Воздух поступает в кондиционер через патрубок 5, двигаясь
сверху вниз, проходит сетчатый масляный противопыльныи фильтр
ПФ, паровой воздухонагреватель первой ступени ВН1 и всасывается электровентилятором В. Далее воздух, нагнетаемый через
направляющий аппарат 4, соединенный с вентилятором резиновым
патрубком 3, изменяет свой путь на 90° и поступает в шумоглушительную камеру ШГ1, а затем в разделительную камеру 6.
Отсюда можно через три или четыре патрубка отбирать часть
(до 50%) от общего расхода воздуха в канал / системы кондиционирования при работе кондиционера в двухканальный СКВ. Остальной воздух, двигаясь вниз, проходит через воздухоохладитель
непосредственного охлаждения ВО, рассчитанный на охлаждение
100% расхода воздуха. Далее воздух изменяет свой путь на 180°
и попадает в пространство над поддоном. Двигаясь вверх, воздух
проходит паровой увлажнитель У, паровой воздухонагреватель
второй ступени ВН2 (с направляющим щитом 9) и поступает в
конечный камерный глушитель ШГ2. Отсюда воздух через патрубки поступает в канал // СКВ. Отвод влаги, скапливающейся на
поддоне, осуществляется по трубе. Таким образом, кондиционер обеспечивает зимой нагрев воздуха в первой ступени, увлажнение и нагрев во второй. Расход воздуха через канал // летом
значительно больше, чем через канал /. Поэтому суммарное сечение канала // больше, чем канала /. При работе кондиционера в одноканальной СКВ патрубки канала / заглушают. Воздухонагреватель ВН1 и ВН2 имеют индивидуальные конденсационные горшки.
б)
6 во шггвнг
Ннана/1,
ВН1 Л
Вход
воздуха 8«ан
I ШГ1 1
" . _\
Рис. 78. Кондиционер типа «Бриз-56»
а — устройство; 6 — схема компановки
162

165.

Таблиц
Основные характеристики центрального кондиционера «Бриз-56»
на номинальных режимах работы (к рис. 78)
Режимы работы
Характеристика
Летний
3
Зимний
3
Производительность по воздуху, м /с (м /ч):
суммарная
максимальная канала /
максимальная канала //
Полное давление воздуха на выходе из кондиционера Па (мм вод. ст.)
Параметры наружного воздуха на входе в • кондиционер:
температура, °С
относительная влажность, у, %
Температура воздуха на выходе из кондиционера,
первой ступени
второй
»
Относительная влажность на выходе из кондиционера, %:
первой ступени
второй
»
Холодопроизводительность при (^ — 5°С, (к =
= 35°С, ^ п е р = 2-Н*°С, ^п = 30°С, Вт (ккал/ч)
Количество циркулирующего через испаритель
хладона, кг/с
Теплопроизводительность
кондиционера,
Вт
(ккал/ч)
Расход пара на нагрев воздуха, кг/с
Общая мощность, потребляемая из сети, кВт
1 ,55(5600)
0 ,77(2800)
1 ,55(5600)
1961(200)
32
80
25
37,5
11
18
43
60
95
12
121 000(130000)
0,995

123700(106400)

с ,6
0,07
На трубопроводах подвода пара и отвода конденсата ВН2
предусмотрены спускные пробки для удаления конденсата из
воздухонагревателя продувкой его сжатым воздухом. Для снижения шума электровентилятор В крепят на амортизаторах. Нагнетательный патрубок электровентилятора присоединяют к корпусу
через резиновый патрубок. К фундаменту электровентилятора В
крепят удлинитель для смазывания. Вдоль фронтальной стенки
камеры электровентилятора внутри корпуса кондиционера расположена трубка обогрева 5, которая питается паром от ВН1 и служит для предотвращения отпотевания и обмерзания наружной поверхности корпуса кондиционера в районе расположения ВН1. На
трубке обогрева установлена ограничительная дроссельная шайба
диаметром 4 мм.
Кондиционер имеет регулирующую станцию, в которую входят:
жидкостный фильтр, ТРВ, ручной РВ на случай неисправности
ТРВ, ручной запорный вентиль для отключения ТРВ, мановакуумметр, подключенный к всасывающей трубе компрессора и др.
'Д6*
163

166.

Для предотвращения переконденсации хладона из термобаллона в
головку ТРВ (пространство под мембраной ТРВ) в кондиционере
предусмотрена трубка обогрева головки воздухом, отбираемым из
первой ступени кондиционера. Подвод хладона к воздухоохладителю ВО осуществляется через распределители — «пауки», отвод
пара агента — через общий коллектор. Для визуального контроля
за температурой воздуха во входном и выходном патрубках предусмотрены термометры, которые вставляются в гнезда. На патрубке отсоса хладона из кондиционера имеется гнездо для термометра, которое в процессе эксплуатации должно быть заполнено
глицерином. Автоматика выполнена на основе пропорциональных
регуляторов температуры прямого действия типа РТВ (см. § 33).
Защита от замораживания осуществляется термореле. Конструкции кондиционеров типа КЦВД и «Экватор» подобны рассмотренной. Кондиционеры типа КЦВД имеют рассольные воздухоохладители и вентиляторы с более высоким напором. Кроме того, воздухонагреватель второй ступени расположен не во вторичной воздухораспределительной камере, а под ней, непосредственно на
входе в камеру. Воздухораспределительные камеры обоих каналов
имеют по три патрубка (вместо четырех). Разные названия кондиционеров приняты в соответствии с их модификацией по хладо- и
теплоносителю: «Бриз» — К12 и пар, «Пассат» — вода и пар Воздух во всех кондиционерах увлажняется паром.
В последние годы разработан и находится в стадии освоения
ряд, включающий 32 разновидности центральных кондиционеров,
изготовляемых из унифицированных секций. Кондиционеры этого
ряда выполняются для одно- и двухканальных систем, летнего,
зимнего и круглогодичного кондиционирования воздуха, низко-,
средне- и высоконапорными, с рециркуляцией воздуха и без нее,
правой и левой моделей. Унификация обеспечивает создание при
высокой экономичности на базе одной модели ряда производных
аппаратов одинакового назначения, но с разными характеристиками.
Условные обозначения марки секционных кондиционеров расшифровываются следующим образом: первая буква К—кондиционер, вторая Г — круглогодичный или
3—зимний, Л—летний, третья Т—с увлажнением (из принципа 'работы СКВ ясно,
что буква Т может ставиться только в сочетании с Г и 3), следующая буква Ф—фреоновый или В—водяной, далее указывается объемный расход воздуха, V, уменьшенный
3
в 100 раз, м /ч, затем после дробной черты—полное давление кондиционера Н, умень2
шенное в 10 раз (кгс/м ) и через дефис Л—левая, П—правая модель. Например,
обозначение (марка) КГТФ16/18-Л расшифровывается: кондиционер круглогодичный с увлажнителем, фреоновый, объемный расход воздуха 1600 м 3 /ч (0,445 м3/с),
полное давление около 180 кгс/м2 (1700 Па), левая модель.
На судах морского флота, как уже отмечалось, применяют в
основном средненапорные круглогодичные кондиционеры. Поэтому
в книге приведены основные сведения об этой группе кондиционеров (табл. 16). Следует отметить, что в технической документации,
поставляемой заводами-изготовителями, по секционным центральным кондиционерам воздушные каналы имеют обратную нумерацию: второй считается первым, а первый — вторым.
164

167.

Т а б л и ц а 16
I
V
Основные характеристики центральных секционных средненапорных круглогодичных
кондиционеров на номинальных режимах работы
Характеристика
КГТФ16/18-Л
КГТФ10/18-П
КГТВ16/18-Л
КГТВ16/18-П
КГГФ25/22-Л
КГТФ25/22-П
КГТВ25/22-Л
КГТВ25/22-П
КГТФ40/22-Л
КГТФ40/22-П
КГТВ40/22-Л
КГТВ40/22-П
КГТФ63/25-Л
КГТФ63/25-П
КГТВ63/25-Л
КГТВ63/25-П
0,445 (1600)
0,222 (800)
0,445 (1600)
1700 (173)
570 (58)
3,5
0,694 (2500)
0,347 (1250)
0,694 (2500)
2160 (220)
770 (78)
6,4
1,100 (4000)
0,550 (2000)
1,100 (4000)
2100 (214)
700 (71)
8,7
1,750 (6300)
0,875 (3150)
1,750 (6300)
2450 (250)
800 (82)
14,9
3
Объемный расход воздуха, м /с (мз/ч):
суммарный
максимальный через канал I
то же,
II
Полное давление, Па (мм вод. ст.)
Аэродинамическое сопротивление Па (кгс/м 2 )
Мощность, потребляемая из сети кВт
Холодопроизводительность, Вт (ккал/ч), при
боте на хладоне-\2
ра-
Количество циркулирующего хладона, кг/ч, при
работе на воде; [^в-вх=8°С, ^в-вых=11°С]
Максимальный расход воды, кг/ч
Подогрев воздуха в вентиляторе Д<1, °С
Тепловая нагрузка на охладитель, Вт (ккал/ч)
Температура воздуха на выходе из канала /, "С
То же, из канала //, °С
Относительная влажность на выходе из канала II, %
Теплопроизводительность, Вт (ккал/ч)
Давление пара, МПа (кгс/см 2 )
Расход пара на подогреватель первой ступени, к г / ч
То же, второй ступени, кг /ч
Расход пара на увлажнение, кг/ч
Режим охлаждения
50000 (43000)
30000 (26400)
1510
970
50
20
12
35000
О О
40000
86 000 '(74 000)
138 000 '(118 500)


,
13
87000 (75000)
55000 (47000)
0,29-^0,49 (3-5) 4 1 ^
135 |
82
32
19
130000 (112000)
3620
2420
29000
24000
3,2
3,7
54000 (465000)
34600 (29700)
Режим подогрева
20


40
34900 (30000)
85000 (73000)
52
30
137000 (118000)
олл
200
80
ЛТ
47

168.

Автономные кондиционеры. К современным автономным кондиционерам относятся ряд кондиционеров типа «Нептун» (табл. 17),
предназначенных для круглогодичной обработки воздуха в жилых,
служебных и общественных помещениях на судах с неограниченным районом плавания.
Эти кондиционеры имеют конструкцию шкафного типа. Холодильная машина с герметическим компрессором работает на К22.
Выполнена машина в одном блоке, что позволяет извлекать ее из
кондиционера для осмотра и ремонта без нарушения герметичности фреоновой системы. Компрессоры ФГП-2,2; ФГП-4,5; ФГП-9,0;
ФГП-14,0
применяют
в
кондиционерах
соответственно
«Нептун-18», «Нептун-72» и «Нептун-125» (см. § 8). В кондиционерах отсутствует увлажнитель, так как процент подаваемого ими
свежего воздуха невелик, а тепловыделения в помещениях значительны. Наружный воздух в кондиционер подается судовым подпорным вентилятором. Для отвода выделенной из воздуха влаги
предусмотрена дренажная трубка.
На рис. 79 показан местный кондиционер «Нептун-36»: / —
решетка для входа рециркуляционного воздуха; 2 —выпускная решетка; 3 — пульт управления; 4 — датчик терморегулятора; 5 —
реле давления; КМ — герметический компрессор; КД — кожухотрубный конденсатор; ЭН — электронагреватель воздуха (остальные обозначения знакомы из предшествующих схем СКВ). Схема
автоматизации кондиционеров типа «Нептун» предусматривает автоматическое и ручное регулирование. В комплект аппаратуры автоматического управления входят: панель автоматики, пульт управления, реле давления типа РД-Б для защиты компрессора по
6 помещение
.5)
Рис. 79. Автономный кондиционер «Нептун-36»
а — вид со снятой панелью; б — схема компановки
166

169.

Т а б л и ц а 17
Характеристики автономных кондиционеров типа «Нептун»
Кондиционер
Характеристика
Воздухопроизводительность, мз/с (мз/ч):
общая
по рециркуляционному
воздуху
по наружному воздуху
Холодопроизводительность
при г0=5°С, гк=42°С, Вт
(ккал/ч)
Перепад температур обработанного воздуха помещения в режимах, °С:
охлаждения
нагрева
Температура
поверхностных нагревательных элементов, °С
Мощность,
потребляемая
кондиционером, кВт, в режимах:
охлаждения
нагрева
вентиляции
Общий уровень шума, дБ
«•Нептун-18»
(местный)
«Нептун-36)» «Нептун -72» «Нептун-125»
(местный)
(местный)
(групповой)
0,17 (600)
0,19 (534)
0,33 (1200) 0,55 (2000) 0,69 (2500)
0,30 (1070) 0,51 (1840) 0,63 (2250)
0,02 (66)
0,03 (130)
0,04 (160)
5,8
7,8
5,5
7,6
6,6
8,5
8,5
16,3
1
2,85
0,18
70
1,8
6,3
0,2
70
3,5
8,0
0,5
70
6,65
9,75
1,65
70
2093,4
(1800)
4186,8
(3600)
150—170
8257,3
(7100)
0,07 (250)
1395,6
(12500)
низкому и высокому давлению. На передней панели расположены
переключатель управления работой кондиционера в режимах охлаждения, нагрева и вентиляции (переключение на режим вентиляции выполняют вручную). Терморегулятор настраивается переключателем: при температуре воздуха ниже 23°С кондиционер может работать только в режиме нагрева; при температуре выше
23°С — только в режиме охлаждения. Схема предусматривает
включение электровентилятора при включении любого исполнительного механизма.
Устройство групповых кондиционеров в принципе мало отличается от устройства местных кондиционеров. Однако они могут
иметь несколько иную компоновку, обусловленную их назначением.
Наиболее современным образцом группового автономного кондиционера является «Нептун-125» (рис.80); обозначения те же,что
на рис. 79. Он предназначен для круглогодичной тепловлажностной обработки воздуха в жилых, служебных и общественных помещениях на судах с неограниченным районом плавания. Предусматривает добавку 10% наружного воздуха в режимах вентиляции,
«/«6*
167

170.

помеш>К11 ния
охлаждения и нагрева (без увлажнения). Вентилятор создает давление 300 Па (30 мм вод. ст.). Воздух в кондиционере «Нептун-125»
•может нагреваться как электронагревателем ЭН, так и холодильной
машиной, работающей по циклу
теплового насоса. Электронагреватель воздуха включается только
вручную при работе кондиционера
в любом из режимов.
Главной особенностью кондиционера «Нептун-125» является устройство его холодильной машины, предназначенной для работы в режиме
км как охлаждения, так и теплового
насоса. Схема такой холодильнотеплоносной машины показана на
рис. 81. При работе в режиме хоРис. 80. Схема компановки кондиционера «Нептун-125»
лодильной машины хладагент К22
циркулирует по контуру (показан
сплошными стрелками); компрессора КМ — переключатель режима ПР — конденсатор КД — дроссель-капиллярная трубка
РВ1 — испаритель-воздухоохладитель ВО — переключатель режима ПР — компрессор КМ.
Перевод машины в режим теплового насоса осуществляется
изменением направления движения хладагента. Для этого необходимо переключатель ПР повернуть на 90°. Теперь после сжатия в компрессоре К22 через ПР нагнетается в испаритель-воздухоохладитель ВО, который в этом режиме выполняет роль
конденсатора-воздухонагревателя ВН. Здесь пар агента, имеющий высокую температуру, охлаждается продуваемым воздухом
и конденсируется, отдавая воздуху теплоту конденсации и нагревая его. Отсюда жидкий агент
во-вн
через дроссель РВ2 поступает
в жонденсатор КД, который теВоздух
перь работает в режиме испарителя. Здесь агент кипит, получая
теплоту, необходимую для парообразования, от забортной воды,
.
прокачиваемой
через аппарат.
7ная Во 3а
, Далее пар снова всасывается
компрессором КМ. Таким образом, один теплообменный аппарат служит испарителем-воздухоохладителем ВО в режиме охлаждения
и
конденсатором-возРВ
системой охлаждения или
воздуха
168
нагрева
Духонагревателем ВН в режиме
теплового насоса, а второй —

171.

конденсатором КД в режиме охлаждения и испарителем в
режиме теплового насоса. Между дросселем — капиллярной трубкой и конденсатором включена дополнительная емкость — бачок
для жидкого Н22, позволяющий менять количество агента в системе в зависимости от режима работы.
Спецификационные режимы работы кондиционера «Нептун-125»
характеризуются следующими параметрами:
в режиме охлаждения /п=28°, <рп = 50% при *нар = 35°С, <рнар = 65%, г'ш, = 30°С;
в режиме нагрева по циклу теплового насоса (п = 20°С, <рп = 40—50% при < на р =
= —25°С, <рнар=85%, <ал = 5°С. Экспериментальными исследованиями при указанных выше параметрах были определены номинальные характеристики работы холодильной машины кондиционера в режиме теплового насоса.
Температура кипения ^о =—5 -.—6°С, ро = 0,41 МПа (4,17 кгс/смг) температура всасывания ^вс = 2 -т- 3°С,
Д^вс = 7 -=- 9°С, температура конденсации ^к =40°С,
2
рк = 1,58 МПа (16,1 кгс/см ) и температура переохлажденного жидкого К22 ^п =
=35°С. Теплопроизводительность кондиционера 11,630 кВт (10000 ккал/ч), потребляемая электродвигателем мощностью 4 кВт.
Таким образом, принцип работы холодильной машины и теплового насоса одинаков, отличие состоит в интервале температур.
Холодильная машина работает в интервале от температуры окружающей среды и ниже, тепловой насос — от температуры окружающей среды и выше.
Стоимость нагрева воздуха в автономном кондиционере холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса,
приблизительно в 3 раза менее стоимости электронагрева воздуха. Поэтому применение на судах автономных кондиционеров с
тепловым насосом считается весьма перспективным.
Общими достоинствами для всех автономных кондиционеров
являются следующие: воздухопроводы отсутствуют или имеют
минимальную протяженность, расход энергии на вентиляторы в
1,5—2 раза менее, чем в центральных системах, монтаж на месте,
простая, легкая управляемость и допускается независимая индивидуальная регулировка параметров воздуха в помещении. Однако автономные кондиционеры обладают повышенным шумом
(порядка 70 дБ) и имеют повышенный расход электроэнергии в
зимнем режиме. Автономные кондиционеры весьма целесообразны для обслуживания помещений с периодическим пребыванием
относительно большого числа людей (в столовых, кают-компаниях, кинозалах и т. п.). В этом случае центральную СКВ рассчитывают на обслуживание остальных помещений и она работает с более равномерной нагрузкой.
32. АППАРАТЫ
И
УСТРОЙСТВА СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
Воздухонагреватели. В судовых СКВ применяют воздухонагреватели трех типов: паровые, водяные и электрические. Паровые нагреватели вдвое компактнее водяных ввиду более высокой
температуры их поверхности. Их применяют в качестве магистральных подогревателей и подогревателей, встраиваемых в цент169

172.

ральные кондиционеры. Водяные нагреватели применяют как
встраиваемые в кондиционер, так и в качестве теплообменников
каютных доводчиков. Применение электрических воздухонагревателей связано с большим расходом электроэнергии и поэтому
ограничено автономными кондиционерами и теплообменниками
каютных довозчиков современных пассажирских судов. Паровые
и водяные воздухонагреватели выполняют с пластинчатым или
спиральным оребрением.
В соответствии с отраслевым стандартом выпускаются два
типа паровых воздухонагревателей: магистральные ПВПМ и подогреватели центральных кондиционеров ПВПК. Оба типа имеют правые и левые модели. Объемный расход воздуха составляет
для ряда ПВПК от 0,4 м3/с3 (1600 м3/ч)
до 1,75 м3/с
(6300 м33 /ч),
3
3
для ряда ПВПМ от 0,175 м /с (630 м /ч) до 1,75 М /с (6300 м /ч).
Подогреватель воздуха представляет собой теплообменную
батарею, которая набрана из пакетов, состоящих из сребренных
общими пластинами трех или пяти труб. Каждая батарея подогревателя (рис. 82, а) имеет самостоятельный распределительный
/ и сборный 4 коллекторы, к которым припаиваются трубки 2
секций. Трубки и коллекторы выполнены из латуни, пластины 3
медные. В таком виде подогреватель воздуха предназначен для
встраивания в центральные кондиционеры
(подогреватель
ПВПК). Подогреватели ПВПМ. выполняют односекционными
ПВПМ1 (рис. 82, б) и двухсекционными ПВПМ2 (рис. 82, в).
Рис. 82. Подогреватели воздуха типа:
а — ПВПК; б — ПВПМ1, в — ПВПМ2, / — вход пара, // — выход конденсата, ///
вход воздуха, IV — выход воздуха
170

173.

Рис. 83. Трубчатые электронагреватели:
а — И-образный сребренный; б — гладкий прямолинейный
Отличие подогревателей типов ПВПК и ПВПМ в том, что последние выпускают встроенными в свой корпус 5, который образован
панелями корытного профиля, соединенными между собой болтами через ушготнительные прокладки. Панели выполнены из
тонколистовой стали толщиной 1,5 мм. Для обеспечения требуемого теплосъема секции батарей подогревателей типов ПВПМ и
ПВПК имеют разный шаг оребрения.
Всего стандартом предусмотрено по 12 типоразмеров ПВПМ1
и ПВПМ2 и 4 типоразмера ПВПК. В марке подогревателя указывают количество рядов трубок (1 3 или 2), объемный расход
воздуха, уменьшенный в 100 раз, м /ч. Например, ПВП 1/25-М
расшифровывается следующим образом: подогреватель воздушный паровой 3 магистральный однорядный, объемный расход воздуха 2500 м /ч.
Водяные воздухонагреватели по устройству принципиально
не отличаются от паровых, но при том же теплосъеме выполнены
с большей теплообменной поверхностью.
На рис. 83 показано устройство петлевого сребренного и прямолинейного трубного электронагревателя (ТЭН), выпускаемого
промышленностью. В металлической (стальной, латунной или
медной) трубке 4, имеющей ребра 7, размещена спираль 6 из
нихромовой или фехралевой проволоки. Внутреннюю полость
трубки заполняют жаростойким электроизоляционным материа171

174.

лом 5 высокой теплопроводности. С этой целью применяют раздробленную окись магния в виде порошка (периклаз), раздробленную окись алюминия (электрокорунд) или чистый кварцевый
песок. Концы спирали 6 приварены к контактным стержням 1,
выполненными из стали или никеля. На стержни для герметизации и электроизоляции трубки надеты керамические изоляторы
2. Трубчатые электронагревательные элементы крепят к трубной доске — корпусу выводной коробки воздухонагревателя с
помощью специальных шайб 3 и втулок гаек.
Воздухоохладители. На морских судах применяют только поверхностные воздухоохладители с непосредственным охлаждением
(хладоном) или с промежуточным хладоносителем (водой). Первый вариант считается более предпочтительным, так как исключает необходимость в кожухотрубном испарителе и водяных насосах. Установка получается более простой и экономичной (последнее за счет повышения при всех прочих равных условиях
температуры кипения хладона). Однако этот вариант требует
размещения кондиционеров в непосредственной близости от холодильных агрегатов.
Водяное охлаждение воздухоохладителей обычно применяют
в тех случаях, когда прокладка магистральных воздухопроводов
к отдельным потребителям кондиционированного воздуха затруднена или невыгодна, а размещение центральных кондиционеров
со своими холодильными машинами вблизи обслуживаемых
объектов невозможно или нецелесообразно. В этом случае вода,
охлаждаемая в центральной холодильной машине, подается к
кондиционерам с водяным воздухоохладителем, расположенным
вблизи обслуживаемых помещений. В качестве примера можно
привести крупные пассажирские суда, имеющие большое число
кондиционеров, размещенных в различных частях судна на значительном отдалении от центральной холодильной машины, находящейся в рефрижераторном отделении. Во всех остальных
случаях предпочтение отдается воздухоохладителям непосредственного охлаждения.
В зависимости от назначения в отраслевом стандарте предусмотрены два типа фреоновых воздухоохладителей: магистральные ОВФМ и встраиваемые в кондиционер ОВФК. Оба типа рассчитаны на работу на К12 и К22, имеют правое и левое исполнение. Всего стандартом предусмотрено 36 типоразмеров. Воздухоохладитель типа ОВФК (рис. 84) представляет собой теплообменную батарею с распределителем хладагента 4, коллектором
3, терморегулирующим вентилем 5, фильтром 6 и трубопроводом
подвода хладагента 7.
На коллекторе предусмотрен наполнительный штуцер 8, с
помощью которого воздухоохладитель заправляют хладагентом
при испытаниях, и, кроме того, к нему при необходимости подсоединяют манометры.
Воздухоохладитель типа ОВФК встраивается в корпус кондиционера и устанавливается на общем с ним фундаменте.
172

175.

Кладаагент
Воздух^
Хладоагент
Рис. 84. Судовой фреоновый воздухоохладитель типа ОВФК
Воздухоохладитель типа ОВФМ — это аппарат типа ОВФК,
заключенный в корпус из панелей и магистральных рам-панелей.
С помощью последних охладители можно присоединять к судовым воздуховодам или другому оборудованию кондиционирования воздуха. В качестве теплоизоляционного материала в панелях применен листовой эластичный полиуретановый поропласт.
Воздухоохладитель типа ОВФМ снабжен фундаментной рамой
для установки на судовом фундаменте Основной элемент конструкции воздухоохладителей —• унифицированная ребристотрубчатая секция 2 (см. рис. 84) из тонкостенных медных труб диаметром 12X1 мм и прямоугольных ребер с воротничками, насаживаемых сразу на шесть или десять трубок. Ребра штампуют
из медной ленты толщиной 0,25 мм.
Для металлического контакта между ребрами и трубками
секции в сборе лудят оловянно-свинцовым припоям ПОССу40-2.
Унифицированные секции для каждого типа размера различаются длиной от 330 до 775 мм. Секции крепят в трубных досках
1 из нержавеющей стали. Трубки в батарее расположены в шахматном порядке. Шаг трубок по фронту 30 мм, по глубине 26 мм,
шаг ребер 2,8 мм, коэффициент оребрения 13,4. Число рядов
трубок по глубине, равное 16, одинаковое для всех типоразмеров
воздухоохладителей. Число рядов по фронту колеблется от 14
до 31. Трубки соединены калачами так, что образуется перекрестное движение воздуха и хладагента при общем противотоке. Калачи припаивают к трубкам серебряным припоем ПСр45.
Воздухоохладители производительностью
1,1 (4000) и 1,75
(6300) м3/с (м 3 /ч) конструктивно выполнены в виде двух самостоятельных секций, каждая из которых имеет свои ввод хладона, фильтр, ТРВ, распределитель и коллектор. Для удержания
высаженной из воздуха влаги, сбора и отвода ее в СКВ вместе с
воздухораспределителями должны устанавливаться каплеулови173

176.

тели. Воздухоохладители поставляют осушенными, заглушенными и заполненными хладагентом или сухим азотом2 под избыточным давлением 0,05—0,98 МПа (0,5н-1,0 кгс/см ).
Воздушные фильтры. Фильтр служит для улавливания пыли,
содержащейся в воздухе, всасываемом в кондиционер. Очистка
воздуха от твердых частиц в наиболее распространенных видах
фильтров осуществляется соприкосновением частиц с липкой поверхностью или фильтрацией воздуха через специальные материалы.
Масляные фильтры изготавливают из отдельных секций размером 350X350 мм, которые вставляют в корпус фильтра. В зависимости от сечения воздушного канала таких секций может
быть от 1 до 9. В каждой секции уложено 12 рядов гофрированных сеток из нержавеющей стали так, чтобы направления гофр
соседних сеток были взаимно перпендикулярны. В первых шести
рядах сеток размеры отверстий 1,2X1)2 мм, в последующих четырех рядах — 0,63X0,63 мм и в последних двух рядах — 0,5Х
Х0,5 мм. Сетки фильтра смачивают свинцовым, веретенным или
каким-либо другим маслом, достаточно липким, невысыхающим,
нестекающим при рабочих температурах и не имеющим запаха.
Степень очистки воздуха в масляных фильтрах составляет 95—
98%. Отечественной промышленностью в соответствии с ведомственным стандартом выпускаются воздушные фильтры с фильтрующими элементами от нетканого полиэтиленового материала
ФВНР.
Фильтр (рис. 85) представляет собой выдвижную кассету 2,
в которой находится фильтрующий элемент / из нетканого полиэтиленового материала толщиной 20 мм. Эластичность фильтрующего элемента позволяет разместить его между опорными
трубками 3, расположенными в шахматном порядке по высоте
окна фильтра. Такая форма увеличивает фильтрующую поверхность, уменьшает удельную воздушную нагрузку фильтра и тем
самым повышает эффективность и пылеемкость фильтра. Степень очистки воздуха при номинальном режиме 80%. Выпускают
фильтры двух типов: для центральных кондиционеров ФВК и
магистральные ФВМ. Фильтры
ФВМ отличаются от ФВК наличием корпуса, позволяющим использовать его «эк самостоятельный магистральный аппарат.
Каплеотделители. Влага в
виде взвешенных частиц появляется в воздухе в процессе его охлаждения ниже точки росы в
воздухоохладителе в летнем режиме и при увлажнении воздуха
паром или водой в зимнем.
Рис. 85. Воздушный фильтр с филь-
трующим элементом из полиэтилена
174
У
„нос ' влаги
крайне
в
ВОЗДУХОПРОВОДЫ
нежелателен,
так
как

177.

приводит к появлению сырости в кондиционируемых помещениях,
интенсивной коррозии всех элементов системы и т. п.
Во избежании уноса капель воды из воздухоохладителя и
увлажнителя за этими аппаратами (по ходу движения воздуха)
в кондиционере устанавливают каплеотделители (по стандарту
отделители воды). На судах применяют каплеотделители только
инерционного типа, в которых воздух вместе с каплями влаги
движется в извилистых каналах, образованных рядами изогнутых
пластин. В результате поворотов потока воздуха капли влаги под
действием инерционных сил отбрасываются на стенки пластин и
стекают по ним в поддон, а оттуда конденсат отводится в цистерны пресной воды.
Качество работы отделителя воды зависит от его конструкции
и сопряжения основных узлов: кассеты, в которую уложены пластины и поддона, и характеризуется каплеудерживающей способностью. Коэффициент каплеудержания йу определяется как отношение количества влаги, задержанной в каплеуловителе, к
общему ее количеству, выпавшему в процессе охлаждения или
увлажнения воздуха. Для современных каплеотделителей & у =
= 0,85-^-0,95, в наиболее совершенных аппаратах йу=1,0. На
значение йу, помимо конструкции каплеотделителя, влияют скорость воздуха и размеры капель влаги. Чем больше скорость воздуха и чем меньше размер капель, тем меньше йу. Удерживающая способность каплеотделителя в большой степени зависит от
сопряжения кассеты с поддоном и боковыми стенками кондиционера. Поддон имеет прямоугольную форму. Кассета погружена в
поддон на три четверти его глубины. Погружение кассеты в поддон не обеспечивает полного задержания капель. Для уменьшения уноса влаги поддон набивают резиновыми или полихлорвиниловыми шнурами, которые пропускают через себя влагу, но
значительно тормозят движение воздуха. Иногда под кассеты ставят перфорированный лист, а поддон заполняют набивкой из
резинового шнура. В соответствии с отраслевым стандартом выпускают отделители воды магистральные ОВМ и для центральных кондиционеров ОВК. Каплеулавливающие элементы специального профиля обеспечивают & у =1,0.
Увлажнители. Увлажнение воздуха в зимнем режиме осуществляется насыщенным паром. В судовых кондиционерах применяют паровые увлажнители, устанавливаемые, как правило,
между воздухонагревателями первой и второй ступени. Увлажнение осуществляется насыщенным паром давлением 0,3-н
0,5 МПа (3—5 кгс/см 2 ), подаваемым навстречу потоку воздуха.
Пар, пройдя сепаратор, где освобождается от частиц конденсата, и регулирующий клапан, дросселируется в диафрагме до
давления, близкого к атмосферному, поступает в трубу с заглушенным концом, из которой через отверстие диаметром порядка
3 мм с умеренной скоростью выходит в камеру увлажнения.
Дросселирование пара в диафрагме уменьшает скорость истечения пара из отверстий трубы и тем самым уменьшает шум при
175

178.

работе увлажнителя. Кроме того, на выходе из отверстий устанавливается шумоглушащее устройство в виде нескольких слоев
металлической сетки. Недостатком паровых увлажнителей является повышенный шум, а также специфический запах, появляющийся в воздухе, увлажненном паром от главных котлов энергетической установки. Этот последний недостаток может быть устранен применением специальных кипятильников.
Увлажнение воздуха водой состоит в распыливании воды с
помощью форсунок, устанавливаемых в увлажнительной камере.
Этот вариант требует более сложного конструктивного решения,
поэтому область применения водяного увлажнения очень узка и
ограничена отдельными типами местных и автономных кондиционеров.
Шум в СКВ и меры по его уменьшению. Основными источниками шума в судовых СКВ являются вентиляторы, магистральная
и концевая воздухораспределительная арматура, тройники и колена воздухопроводов и т. п. Снижение шума может достигаться
двумя путями: уменьшением шумности источника и поглощением
шума на путях его распространения. Первый путь осуществляется за счет совершенствования конструкций вентиляторов и систем
подачи и распределения воздуха, использования герметических
компрессоров в автономных кондиционерах и др.
Для снижения шума, возникающего при работе электровентилятора, всасывающий и нагнетательный патрубки его подсоединяют к воздушному тракту кондиционера через специальные
виброизоляционные или вибродемпфирующие проставки (например листовую резину). Поглащение шума на путях его распространения осуществляют облицовкой внутренних поверхностей
кондиционеров, воздухораспределителей, специальных глушителей слоем звукопоглощающего материала. Последний одновременно является и тепловой изоляцией. Эффект уменьшения шума
создается тем, что часть звуковых волн проникает внутрь звукопоглощающего материала, где вследствие трения энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую энергию, что приводит
к уменьшению шума. Потери на трение оказываются большими в
пористых и рыхлых материалах, которые поэтому используются
для глушения шума. В качестве теплозвукоизоляционното материала наибольшее распространение получили материалы ВТ-4 и
поропласт. Материал ВТ-4 выпускают в виде матов разной толщины из рыхлого слоя штапельного, капронового полотна, обшитого марлей и простеганного капроновыми нитками (ТУ МПТШП
340—55). Поропласт полиуретановый — эластичная легкая газонаполненная пластмасса с равномерной пористой структурой.
Поропласт изготавливают в виде листов разной толщины (СТУ
35 XI1-598—63). Он эластичен и более технологичен с точки зрения монтажа в СКВ. Звукотеплоизоляционная конструкция из
поропласта стоит меньше, чем из капронового волокна. Последняя требует установки перфорированных листов и защитного
176

179.

Рис. 86. Конструкции теплозвукоизоляции судовых кондиционеров с применением:
а — материала ВТ-4; б — поропласта, материала ВТ-4 и резиновых наклеек
полотна для того, чтобы исключить выдувание изоляционного материала потоком воздуха.
На рис. 86 показаны три варианта облицовки внутренней поверхности отечественных центральных кондиционеров теплозвукоизоляционным материалом. Обозначения на рисунке: / — материал ВТ-4; 2 — полотно капроновое; 3 — перфорированный
лист из АМГ толщиной 1 мм; 4 — лист из АМГ толщиной 5 мм;
5 — поропласт полиуретановый; 6 — резина толщиной 10 мм.
При скоростях воздуха в магистралях свыше 25 м/с (что характерно для высокоскоростных систем) уровень шума, возникающего в воздухопроводах, превышает уровень шума других источников, что вызывает необходимость обязательной установки специальных путевых глушителей. С этой целью применяются активные (каналовые) и активно-реактивные (камерные глушители)'.
На рис. 87 показан глушитель типа поглощающего патрубка.
Глушитель имеет сравнительно небольшую длину, его устанавливают в системе в виде участка воздухопровода. Проходное сечение звукопоглощающего патрубка 2 обычно равно сечению воздухопроводов, к которому его подсоединяют фланцами /. Патрубок имеет постоянное сечение и перфорацию. Диаметр отверстий
5 равен 10 мм. Снаружи патрубка уложен звукопоглотитель 3
(материал ВТ4). Для того чтобы исключить выдувание воздуха
звукопоглотителя, между перфорированной трубой и слоем звукопоглотителя размещают ветрозащитное покрытие, которое выполняют из негорючих стеклотканей и сеток. Наиболее часто в
глушителях применяют стеклоткани марки Э-0,1 и Э-0,08, стеклосетку ССТЭ-6 и капроновую ткань. Ветрозащитные экраны можно выполнять и из металлических и пластмассовых сеток.
Звукопоглощающий материал снаружи закрывают герметическим кожухом 4. При прохождении шума через глушитель часть
звуковых волн проникает внутрь звукопоглощающего материала,
где гасится, превращаясь в тепло. Длину звукопоглощающего
патрубка и толщину звукопоглощающего слоя определяют в про177

180.

цессе акустического расчета. В
качестве
активно-реактивных
применяют
однокамерные, камерные пластинчатые, камерные
с экранами и другие глушители.
В этих глушителях помимо эффекта поглощения звука слоями
звукопоглотителя
используется
эффект расширительных 'камер.
Он заключается в отражении,
звука на входе в камеру и выходе
из жамеры и в уменьшении
Рис. 87. Схема судового глушителя
плотности
звуковой
энергии
типа звукопоглощающего
патрубка
вследствие распределения ее по
всему объему камеры.
К активным источникам шума относятся воздухораспределительные устройства, так как шум, создаваемый в них воздухом,
излучается непосредственно в помещение. Внутренняя поверхность воздухораспределителя покрыта воздухоизоляционным материалом, благодаря чему она в определенной степени выполняет
роль глушителя воздушного шума. Неудачны в этом смысле доводочные воздухораспределители, где высокий уровень шума создается сопловым аппаратом. Чем выше скорость движения воздуха перед воздухораспределителем, тем лучше рециркуляция в
помещении, но тем выше уровень шума, возникающего при работе. Шум заметно усиливается при коэффициенте эжекции
йэ>1,5-т-2. С целью снижения шума в создаваемых установках с
добавочными воздухораспределителями коэффициент & э ограничивают значениями 0,6-М. Существующие методы при высоком
напоре систем кондиционирования воздуха обеспечивают лишь
частичное снижение шума, и это обстоятельство ограничивает
величины напора в системах.
33.
АВТОМАТИЗАЦИЯ
УСТАНОВОК
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
В процессе эксплуатации судна меняются параметры наружного воздуха и тепловлаговыделения в помещениях. Изменение
этих величин вызывает необходимость в изменении режима работы кондиционера с тем, чтобы постоянно обеспечивалось поддержание комфортных условий в помещениях. Заданные параметры (I и ф) обработанного воздуха обеспечиваются системой
автоматического регулирования.
Температуру воздуха на выходе из кондиционера 1Б2 можно
менять следующими способами:
изменением расхода тепло- и хладоносителя, циркулирующего
через теплообменник;
обводом части воздуха мимо теплообменника с помощью байпаса с заслонкой;
178

181.

изменением начальных параметров воздуха, регулированием
количества наружного и рециркуляционного воздуха посредством
заслонок;
регулированием температуры тепло- или хладоносителя (за
счет подмешивания большей или меньшей части возвращающегося из теплообменника тепло- или хладоносителя к поступающему
туда тепло- или хладоносителю с помощью, например, трехходового крана);
изменением величины поверхности теплообменника за счет
отключения отдельных его секций.
В СКВ наиболее распространен способ
автоматического
регулирования путем изменения количества тепло- или хладоносителя, протекающего через теплообменник. Этот способ выгодно
отличается от других своей простотой и относительно низкой
стоимостью. В схемах автоматического регулирования такого типа
обеспечение заданной температуры воздуха за кондиционером
^ва достигается: зимой — изменением количества пара или горячей воды, подаваемого в воздухонагреватель, летом (при рассольном охлаждении) — регулированием количества охлаждающей воды или рассола, прокачиваемых через воздухоохладитель,
а при непосредственном охлаждении — изменением количества
проходящего через воздухоохладитель хладона.
В соответствии с Санитарными правилами в судовых помещениях должна поддерживаться относительная влажность в пределах довольно широкой комфортной зоны: фпом=40-г-60%. В летнем режиме работы кондиционера параметры воздуха на выходе
из него таковы, что фпом—40-г-60% поддерживается без специального регулирования, а только путем поддерживания заданной
температуры 1^ на выходе из центрального кондиционера. В зимнем режиме воздух в кондиционере должен увлажняться, что требует применения средств автоматического поддержания за кондиционером заданной влажности, обеспечивающей фпом = 40-7-60%.
Для этой цели могут служить регуляторы влажности или дроссельные устройства, регулирующие количество пара, подаваемого на увлажнение.
Для целей автоматизации судовых СКВ применяют регуляторы температуры прямого действия, а также пневматические,
электрические и смешанные системы автоматического регулирования.
Регуляторы температуры прямого действия. Наиболее широко
применяют их для регулирования процесса нагревания воздуха в
зимнем режиме. Эти приборы регулируют температуру воздуха
за счет изменения подачи пара или горячей воды в воздухонагреватель центрального кондиционера. Прибор состоит из регулирующего клапана и жидкостной термосистемы, работает он на принципе изменения объема жидкости, которой заполнена термосистема, в зависимости от изменения температуры.
На рис. 88, а показан регулятор температуры прямого действия
типа РТВ1 и РТВ2, а на рис. 88,6 схема установки этих регуля179

182.

торов на центральном кондиционере двухканальной СКВ. Воздухонагреватели ВН1 и ВН2 паровые, для полного использования
теплоты конденсации пара предусмотрены конденсационные горшки КГ.
Регуляторы имеют по два термобаллона: основной ОБ и
дополнительный ДБ. Объем основного термобаллона всегда больше, чем дополнительного. Регулятор температуры РТВ1 обеспечивает поддержание постоянной температуры воздуха ^В1 за ВН1,
например 18°С, независимо от температуры наружного воздуха.
Его основной термобаллон ОБ1 расположен за ВН1, дополнительный ДБ1 — в потоке наружного воздуха.
Регулятор РТВ2 изменяет по заданному закону температуру
^в2 за ВН2 в зависимости от температуры входящего воздуха ^„х.
Чем ниже 4х, тем больше теплопотери в помещениях и тем выше
должно быть ^В2. Основной термобаллон ОБ2 РТВ2 расположен
за ВН2, а дополнительный ДБ2 — на входе в кондиционер. Количество пара на увлажнение регулируется в зависимости от перепада давления до и после регулятора температуры, т. е. пропорционально количеству пара, подаваемому в ВН1.
Регулятор температуры РТВ1 и РТВ2 состоит из термосистемы, задатчика и регулирующего клапана. В состав термосистемы
входят основной термобаллон 14, дополнительный термобаллон 5
и исполнительный механизм Основной термобаллон совмещен с
задатчиком. Термобаллоны соединены с исполнительным механизмом капиллярными трубками 2 и 22 длиной 4 м. Термосистема герметична, заполнена ацетоном и заглушена пробкой 1.
Исполнительный механизм состоит из сильфона 3 со штоком 4,
помещенных в полый цилиндр 5, задатчик — из сильфона настройки 15, пружины перегрузки 18, штока 19, втулки 16, ручки
настройки 20 и шкалы настройки 21. Регулирующий клапан включает радиатор 6 с проходящим в нем штоком 7, корпус // с запрессованным седлом 12, тарелку клапана 10 со штоком 9 и возвратную пружину 13 При изменении окружающей термобаллоны
температуры
изменяется объем жидкости в термосистеме,
нарушается равновесие системы, что приводит к изменению расхода теплоносителя (пара или горячей воды). Например, при повышении температуры объем жидкости увеличивается, сильфон 3
сжимается, а штоки 4, 7 и 9 перемещают тарелку клапана 10
на уменьшение подачи теплоносителя в воздухонагреватель.
Дополнительный термобаллон регулятора РТВ1 обеспечивает инвариантность (независимость) температуры /В1 при изменении ^Вх, а дополнительный термобаллон регулятора РТВ2—
изменение температуры ^В2 по заданному закону. Физический
смысл дополнительного термобаллона для регулятора РТВ1 заключается в том, что при изменении температуры на входе от
—25°С до 15°С жидкость, заключенная в нем, расширяется и
перемещает клапан от открытого при —25°С до закрытого при
15°С состояния при неизменной температуре основного термобаллона.
180

183.

Канал!
В01
в . 051
вН1
^
С^ч
у
ч.
г
^

1
ВН2

РТВ1
ст
_1
Рис 88. Регулятор температуры прямого действия:
а —конструкция регулятора РТВ1 и РТВ2; б — схема установки регуляторов
ральвоы кондиционере
на цент.

184.

•у
да
^
71
т
/
/
/
/
.Ларалтсрисшка г 1 1Л 11\л\<лзаи я ня пи с ЯР Фичгшргк'ий с мыс Я
для рсгуляторэ ]РТ$2 тот же что
объем в 3 3 раза больше, чем у
РТВ1, он обеспечивает переме+« +20 *а +30 °с щение клапана от открытого при
-20 -а ю 5 0 +з
^

<" — 25°С до закрытого при 15°С соРис 89. График зависимости темстояния при температуре основпературы воздуха, входящего в каного термобаллона, изменяющейнал I, от температуры наружного ся в соответствии с характериспоздуха для регулятора РТВ1
^^ п о к а з а н н о й на рис, 90,
Регуляторы на заданную температуру настраивают вращением ручки 20 (см. рис. 88,а). При этом
втулка 16, вращаясь в неподвижном упоре 17, перемещается поступательно, в результате чего изменяется длина (и объем) сильфона 15. Последнее меняет объем герметической полости термосистемы, что в свою очередь приводит к изменению значения
открытия клапана и соответственно температуры воздуха на выходе из ВН. При опасном повышении давления в термосистеме в
результате заклинивания в открытом положении клапана 10
сильфон 15 сожмется, перемещая упор 17 и втулку 16 за счет
деформации пружины перегрузки 18.
Для настройки РТВ1 следует вращением ручки 20 установить
указатель на шкале 21 против желаемой температуры за ВН1,
например 18°С. Через 5—8 мин работы кондиционера в автоматическом режиме проверить по контрольному термометру температуру /в1. Допустимая погрешность ±1,5°С. Если 1Ъ\ отличается
от заданной на большую величину, ручкой 20 довести ^1 до заданной.
Заводская настройка РТВ2 обеспечивает работу регулятора в
соответствии с характеристикой, показанной на рис. 90,6 сплошной линией. Например, если температура на входе в кондиционер
^ вх =— 15°С, температура на выходе из ВН2 г в 2 = 38±1,5°С; при
0
^ВХ=0°С г"В2=32±1,5 С и т. д.
Для регулятора РТВ2 шкала является относительной и,
если
термометр
за ВН2 показывает
температуру, отличающуюся от
заданной на величину, превыша1» а, "ш\г Ю щую допуск, необходимо руч^ кой задатчика довести 1^ до нужРис. 90. График зависимости темпе- ной величины. При этом харакратуры воздуха, входящего в канал теристика регулятора сместится
II, от температуры воздуха на
/„„„. показано
™„„ос,и^ пунктиром).
ттлт^тт,тпм1 РРРевходе в кондиционер для регулятора
^"^
"
^
.„„„,,„,„гуляторы
типа
РТВ
выпускают
РТВ2
1
3
-25
182
|
I
у

185.

как с прямым клапаном (РТВ1, РТВ2, РТВЗ, РТВ4), так и с обратным клапаном (РТВ5 и РТВ6). Во втором варианте с повышением температуры термобаллонов обратный регулирующий клапан увеличивает открытие. Такие регуляторы применяют для
изменения подачи воды (или рассола) в воздухоохладители.
Регулирование влажности. Если проблема автоматического
управления подогрева воздуха в центральном кондиционере решается полностью, то проблема увлажнения воздуха оказывается достаточно сложной. Все увлажняющие устройства работают
на паре, получаемом во вспомогательном либо утилизационном
котле, из-за чего, как уже отмечалось, воздух приобретает специфический и довольно неприятный запах. Отсюда отсутствие
особого желания у экипажа пользоваться увлажняющим устрой
ством. Этот недостаток может быть устранен применением для
увлажнения воздуха распыленной воды, однако на сегодня такие
увлажнители еще не получили простого конструктивного решения.
Наибольшее распространение на судах получило простейшее
регулирование увлажнения полуавтоматическим способом: увлажнитель У (см. рис. 88,6) подключают за регулятором температуры прямого действия РТВ1, чем обеспечивается прямая пропорциональность между увлажнением пара и давлением пара за
регулирующим клапаном регулятора: при увеличении расхода
пара на воздухонагреватель первой ступени увеличивается пода
ча пара к увлажнителю. Дополнительное регулирование может
быть произведено вручную запорным вентилем перед увлажнителем.
На ряде судов применяют систему двухпозиционного регулирования относительной влажности. При отклонении влажности
Ф от заданных значений датчик вырабатывает электрический сигнал по принципу «включено — выключено». Этот сигнал подается на соленоидный вентиль, установленный на паровом трубопроводе увлажнителя.
Пневматическая система
автоматического
регулирования
(САР). Применяют систему в СКВ для регулирования процессов подогрева и увлажнения воздуха в зимнем режиме и охлаждения воздуха в летнем (при рассольном охлаждении воздухоохладителей). Пневматической система называется потому, что
в качестве вспомогательной энергии при отработке и подаче
сигналов в ней используется сжатый воздух. Воздух для управления поступает из баллонов машинной установки на редукционную станцию, 2 где давление его снижается до 0,18—0,12 МПя
(1,8-4-1,2 кгс/ом ). Далее он очищается и по трубопроводам поступает к разным приборам системы.
Для примера рассмотрим некоторые элементы САР шведской
фирмы «Хонейвелл», широко применяемой в системах кондиционирования воздуха на судах зарубежной постройки.
На рис. 91 показана принципиальная схема дилатометрического датчика температуры 11Р914А5 регулятора подачи греющего па183

186.

ра 1 воздухонагреватели центрального кондиционера. Чувствительным элементам прибора является латунная трубка 6 размещенная в воздушном потоке. Внутри трубки расположен стержень
5 из инвара, .коэффициент линейного расширения которого очень
мал. Изменение длины трубки 6 через инварный стержень 5 п
пружину 7 передается к клапану 1, который изменяет проходное
сечение отверстия, связывающего внутреннюю полость корпуса
4 с атмосферой. Чем меньше это сечение, тем выше давление .в
трубке 3, куда подается управляющий воздух. Предположим, что
температура окружающей среды повысилась. Тогда трубка 6 удлинится и передвинет стержень 5 вправо. Последний через пружину 7 .передвинет в ту же сторону клапан 1, преодолевая упругость пружины 2. Вследствие прикрытия клапана / давление в
трубопроводе 3 увеличивается, а это в свою очередь вызовет, как
будет показано дальше, соответствующее перемещение пневматического сервомотора и клапана на уменьшение подачи пара в воздухонагреватель центрального кондиционера. При понижении температуры воздушного потока произойдет обратное, а подача пара
увеличится. Область температур, в которой может работать прибор, не регулируется, а устанавливается на заводе при его изготовлении. Выпускают два типа приборов для разных диапазонов
температур: от —40 до + 71°С и от +4 до +П6°С. Разбирать
прибор не рекомендуется.
Теперь рассмотрим схему пневматического датчика относительной влажности НР901А (рис. 92), являющегося частью автоматически действующего увлажнительного устройства. Чувствительным элементом прибора является нейлоновая нить 10. При
увеличении относительной влажности нить удлиняется. Угловой
рычаг / под воздействием работающей на растяжение пружины
3 поворачивается на оси 2 по часовой стрелке и через пружину
4 передает движение рычагу 5. Поворачиваясь на оси 6 лротив часовой стрелки, рычаг 5 посредством клапана 7 уменьшает открытие отверстия в сопле 5. В результате этого давление воздуха в
трубопроводе 9 повышается, что в конечном счете в результате
срабатывания всех элементов .регулятора вызовет уменьшение поДачи пара на увлажнение. Диапазон, в котором работает прибор,
Рис. 91. Схема дилатометрического
датчика температуры ЬР9 14А5
184
Рис. 92. Схема датчика относительной влажности НР901А

187.

Воздух
Рис 93 Схема регулятора влажности КР908А
составляет 30—80% относительной влажности. Прибор не
регу2
лируется, рабочее давление воздуха 0,13 МПа (1,35 кгс/см ). Датчик устанавливают в воздушном потоке на выходе из кондиционера. Обычно рядом с датчиком устанавливают гигрометр для
контроля за относительной влажностью.
На рис. 93 показана схема регулятора влажности типа
КР908А, предназначенного для управления сервомотором клапана увлажнения. За увлажнителем 1 относительная влажность воздуха контролируется рассмотренным выше датчиком влажности
2 типа НР901А (см. рис. 92). Управляющий воздух поступает к
прибору из магистрали 4 (см. рис. 93) и далее идет по двум направлениям: первое — через дроссель 10 постоянного сечения к
датчику 2, где стравливается в атмосферу через клапан датчика,
и второе — через сопло 11 >ъ камеру 12. Из камеры 12 воздух поступает на сервомотор 17 клапана 18 и частично стравливается в
атмосферу через сопло 16. Допустим, что в данный момент система находится в равновесии и поддерживается заданная влажность воздуха. К вечеру вследствие снижения температуры наружного воздуха относительная влажность повысилась. Датчик 2
срабатывает при этом уже известным образом, т.е. прикроет отвер7—5247
185

188.

стие для стравливания воздуха в атмосферу (см. рис. 92). Давление за дросселем 10 (см. рис. 93) повысится и появится сигнал
рассогласования, который воздействует на мембрану 5. Последняя деформируется и через шток 6, преодолевая жесткость пружины 8, повернет угловой рычаг 9 по часовой стрелке. При этом
рычаг 9 через ролик 14 и рычаг 13 передает движение на Т-об|разный рычаг 15, который повернется на своей оси против часовой стрелки, в результате этого поступление воздуха из магистрали 4 через сопло )/ в камеру 12 уменьшится, а стравливание
воздуха через сопло 16 в атмосферу увеличится. Давление в камере 12 и на сервомотор 17 клапана 18 уменьшится, и под действием пружины регулирующий орган — клапан 18 уменьшит подачу пара на увлажнение. Давление воздуха слева на мембрану 5 и
сила задающей пружины 8 уравновесятся, величина относительной влажности воздуха останется на том же уровне.
Рассмотренный регулятор позволяет плавно регулировать относительную влажность воздуха. Точность прибора ±10% относительной влажности. Регулятор снабжен манометрами, по показаниям которых контролируют работу устройства. За датчиком
влажности по ходу воздушного потока устанавливается гигрометр
3. Диапазон, в котором должен работать прибор, устанавливается
регулирующим узлом 7. Опору ролика 14 можно передвигать
вдоль горизонтальной части рычага 9 и этим изменять чувствительность прибора, а следовательно, и точность поддержания заданного параметра. (Эта регулировка обычно выполняется на заводе-изготовителе.)
Прибор (работает по принципу силовой компенсации, поэтому
линейная величина перемещений его деталей чрезвычайно мала и
выражается в десятых долях миллиметра.
Если вместо датчика влажности установить датчик температуры, то описанный регулятор может работать как одноюмпульсный
регулятор, регулирующий подачу пара в воздухонагреватель в зависимости от температуры воздуха за ним.
Рассмотрим пневматический регулятор температуры
типа
КР908В (рис. 94). Он предназначен для регулирования подачи
пара в воздухонагреватель центрального кондиционера. Регулятор имеет два датчика 4 и 6. Первый из них установлен в потоке
наружного воздуха, второй — за калорифером. Левая часть прибора выполнена так же, как у прибора КР908А (см. рис. 93), но
рычаг 13 (см. рис. 94) выполнен в форме перевернутой буквы Т.
На правое плечо этого рычага воздействует сила, созданная сигналом, который передается из камеры 10 через м&мбрану, роли>к
11 и рычаг 12. Давление в камере 10 зависит от температуры наружного воздуха, жоторая в свою очередь определяет сигнал, вырабатываемый датчиком, 4; 7 и 16 — редукционные клапаны.
Регулятор работает следующим образом. Предположим, что
температура наружного воздуха понизилась. Основной датчик
6 в соответствии с принципом действия, рассмотренным на рис.
91, немного откроет «лапан отравления воздуха в атмосферу, в
186

189.

Г//Л

/<3
/7
11
Рис. 94. Схема регулятора температуры КР908В
результате чего давление на мембрану в камере 8 уменьшится, и
она под воздействием пружины 9 прогнется влево. Через рычаги
13 и 17 движение передается рычагу 18, который при повороте по
часовой стрелке уменьшит стравливание воздуха в атмосферу через сопло / и увеличит подачу воздуха в камеру 14 через сопло 15.
В результате этого сервомотор открывает клапан 2 преющего
пара в воздухонагреватель 5 на большую величину. Но величина
открытия его не точно соответствует величине изменения температуры, так как противодействие пружины растет непропорционально. Тогда датчик наружной температуры 4 вносит поправку
в установку регулятора. Стравливание воздуха в атмосферу через
дополнительный датчик 4 приведет « уменьшению давления в .камере 10; мембрана прогнется вверх и через систему рычагав 12,
17 и 18 еще уменьшит стравливание воздуха в атмосферу и увеличит подачу рабочего воздуха.
Давление в камере 14 увеличивается, и сервомотор увеличивает подачу греющего пара к воздухонагревателю. Температура
воздуха за ним поднимется выше первоначального значения. Это
позволяет компенсировать теплопотери помещений в окружающую
среду, которые возрастут в результате снижения температуры наружного воздуха.
Сервомотор парового клапана 3 представляет собой исполнительный привод, создающий с помощью управляющего воздуха
усилие, достаточное для перемещения парового клапана. Его пру7*
187

190.

жина, работающая на сжатие, стремится подать «лапан вниз и
закрыть подачу пара. Управляющий воздух, подаваемый под эластичную мембрану, стремится открыть клапан. Чем выше давление воздуха на мембрану, тем больше открыт клапан и больше
подача пара в воздухонагреватель. Площадь мембраны более
100 ом2, так что сервомотор развивает усилие, достаточное для передвижения .клапана при сравнительно небольшом давлении воздуха р м а кс = 0,17 МПа (1,76 кгс/см 2 ).
Кроме рассмотренных приборов, в пневматическую систему
{регулирования фирмы «Хонейвелл» также включены приборы блокировки и переключения режимов и др. Функции первого сводятся к стравливанию управляющего воздуха из системы в случае
остановки вентилятора. При этом автоматические клапаны системы регулирования закрываются под действием своих пружин.
Переключатели режимов осуществляют автоматический переход с
зимнего режима в режим вентиляции. Имеются также переключатели режимов, предусматривающие автоматический перевод установки из режима вентиляции в летний режим. Например, такой
переключатель может быть настроен на следующий вариант: при
температуре наружного воздуха ниже 18°С будет работать только
отопление, при температуре от 18 до 2ГС — только вентиляция
и при температуре выше 21°С включится компрессор холодильной установки.
Переключатели режимов .круглогодичного типа применяют в
основном в автономных кондиционерах, где пуск холодильной (машины не требует особых манипуляций по его подготовке к пуску.
Пневматическая САР в сравнении с регуляторами температуры прямого действия является сложной и дорогой системой. Для
работы даже простых пневматических систем автоматики необходим сжатый осушенный и очищенный от влаги и пыли воздух с
хорошо стабилизированным давлением. При всем этом она обладает высокими техническими и эксплуатационными
качествами,
т. е. обеспечивает более точное поддержание заданных значений
контролируемого параметра.
Если в приборах прямого действия регулирующий орган, исполнительный механизм и датчик
представляют собой единый
механизм, то в пневматических САР исполнительные органы могут
быть удалены на значительное расстояние от датчиков.
Автоматическое
регулирование
холодопроизводительности
компрессора. Для согласования холодопроизводительности машины с тепловой нагрузкой применяют следующие способы регулирования холодопроизводительности: дросселирование пара хладона на всасывании, перепуск пара со стороны нагнетания во всасывающий трубопровод, изменение количества работающих компрессоров, изменение числа работающих цилиндров компрессоров
с регулируемой производительностью, т. е. асе те же способы, что
и в провизионных холодильных установках, кроме цикличной работы. Последнее применяют только при рассольном охлаждении
воздухоохладителей. Все перечисленные способы регулирования
188
'„

191.

холодопроизводительности были рассмотрены в § 23. Наиболее
чувствительны к резким изменениям тепловой нагрузки СКВ с
воздухооохладителями непосредственного охлаждения. Остановимся подробнее на схемах автоматизации регулирования холодопроизводительности за счет изменения числа работающих цилиндров
компрессора, так как этот способ получил наибольшее распространение в современных судовых СКВ.
В рассматриваемых схемах автоматическое регулирование осуществляется в зависимости от величины давления всасывания
компрессора, жоторое, как известно, изменяется при изменении
тепловой нагрузки воздухоохладителей. Рассмотрим, как осуществляется автоматическое регулирование холодопроизводительности в установках, где один 8-цилиндровый агрегат
МАК80РЭ
обслуживает кондиционер типа «Бриз». При снижении тепловой нагрузки воздухоохладителя давление всасывания начинает снижаться (.машину «уводит» на минусовую температуру). При достижении определенного
давления всасывания, например 2,45 МПа
(2,5 кгс/см 2 ), оперативное реле низкого давления
(РНД)
РД-1Б-01, установленное
на всасывающей трубе компрессора,
срабатывает на размыкание контактов. При этом устройства (блоки «Логика» и др.), размещенные в шкафу управления агрегата,
обеспечивают подачу импульса 24 В на катушке 3 одной пары цилиндров компрессора (см. рис. 13), что приводит к притягиванию
к зубцам 10 всасывающих клапанов // и выключению из работы
этих двух цилиндров — производительность снижается до 75%.
Одновременно РНД посылает импульс на реле времени, которое также размещено в шкафу управления и имеет пределы настройки от 20 с до 10 мин. Реле времени через определенные
промежутки времени повторяет полученную от РНД команду. Допустим, что уставка реле времени соответствует 1 мин. Это значит, что через 1 мин реле времени повторит сигнал и выключит
еще одну пару цилиндров, снизив производительность машины до
50% и т.д. Так будет происходить до тех пор, пока в результате
уменьшения производительности компрессора давление всасывания повысится до величины, установленной при настройке РНД
2
на замыкание контактов, например, 2,8 МПа (2,9 кгс/см ). При
повышении рве до 2,8 МПа контакты РНД замыкаются, в результате чего подача импульса 24 В на катушки двух парных цилиндров прекращается (вместо него подается импульс размагничивания 6 В), всасывающие клапаны освобождаются и производительность увеличивается на 25%. Одновременно РНД приводит в исходное положение реле времени, которое с этого момента через
каждую минуту подает импульс на включение последующей пары
цилиндров и так до тех пор, пока в результате увеличения производительности компрессора рвс не снизится в нашем примере
до 2,45 МПа. Тогда контакты РНД разомкнутся и т. д. Чем выше
инерционность системы, тем больший интервал времени задается
при настройке реле времени. Помимо оперативного РНД, установка снабжается защитными РНД и РВД.
189

192.

В комлрессорах зарубежного производства отжим всасывающих клапанов осуществляется гидравлической системой с использованием давления от масляного насоса компрессора. Рассмотрим
автоматическое регулирование холодопроизводительности компрессоров фирмы «Сабро». Каждая пара цилиндров компрессора «Сабро» снабжена механизмом отжима всасывающих клапанов. При отсутствии давления масла в исполнительном цилиндре
А (см. рис. 15) всасывающие клапаны принудительно подняты и
соответствующая пара рабочих цилиндров отключена.
На рис. 95 показана принципиальная схема автоматического
регулирования холодопроизводительности 8-цилиндрового компрессора «Сабро». Сразу после пуска компрессора масло от масляного насоса 1 поступает в исполнительные цилиндры I и IV пар
рабочих цилиндров, всасывающие клапаны освобождаются, и эти
цилиндры работают, обеспечивая холодопроизводительность, равную 50% номинальной. Если тепловая нагрузка воздухоохладителя непосредственного охлаждения центрального кондиционера
Рис. 95. Принципиальная схема автоматического регулирования холодопроизводительности компрессора фирмы «Сабро»
190

193.

КЦ выше холодопроизводительности компрессора, давление всасывания повышается. К всасывающей трубе компрессора через
коллектор 3 подсоединены приборы; двухблочное реле давления
4 (МР15), реле контроля смазки 2, работающие в режиме
защиты, и два оперативных РИД 5 и 6 (МР1), управляющие работой соленоидных золотников 7 и 8, соединенных в один блок.
От шестеренного насоса / масло постоянно поступает через окна
11 к 13 -в среднюю полость обоих золотников. При повышении
давления всасывания РНД 6 замкнет цепь катушки соленоида 8,
сердечник и золотник переместятся в верхнее положение (показано на рисунке), и масло через окно 12 поступает к /// паре цилиндров, повышая производительность машины до 75% номинальной.
Пара цилиндров // при этом остается отключенной, так как
исполнительный цилиндр механизма разгрузки этой пары через
окна 10 и 9 сообщен с картерам комлрессора. В случае дальнейшего повышения давления всасывания РНД 5 включит соленоид
7 и поднимет левый золотник. Тогда масло от насоса через окна
11 и 10 поступит ко // паре цилиндров, и компрессор выйдет на
номинальную производительность. При снижении тепловой нагрузки испарителя система срабатывает в обратном порядке: сначала
РНД 5 обесточит соленоид 7, масло из исполнительного цилиндра
// пары сойдет в картер, и эта пара выключится из работы, а затем при дальнейшем снижении температуры наружного воздуха
аналогично отключится /// пара. Понятно, что РНД 5 настроен
на более высокие давления, чем РНД 6.
Рекомендации по настройке содержатся в за/водской инструкции.
Особенностью автоматического /регулирования холодопроизводительности поршневых /компрессоров фирмы «Стал» является то
обстоятельство, что оно осуществляется без оперативных реле давления.
Рассмотрим схему регулирования холодопроизводительности
3-цилиндрового компрессора типа РА (рис. 96). Схема включает
следующие основные узлы: гидравлический сервомеханизм А, установленный на клапанной плите компреосара; распределительный
золотник В и клапан регулировки давления срабатывания Б. Полость снаружи сильфона 13 сообщается трубкой И со всасывающим трубопроводом компрессора. При высокой тепловой нагрузке воздухоохладителя давление всасывания велико, сильфон 13
сжат, а игольчатый клапан 16 открыт на небольшую величину.
Золотник 21 давлением масла от насоса 22, навешанного на вал
компрессора, удерживается в крайнем правом положении (как показано на рисунке). Масло поступает под давлением по трубкам
19 и 5 в полость 4 сервомеханизма А и удерживает в верхнем
положении поршень 3, обеспечивая работу этого цилиндра компрессора с полной производительностью. Одновременно масло подается по трубкам 17 и 18 к сервомоторам второго и третьего цилиндров компрессора. По мере уменьшения давления всасывания
191

194.

19
Из
картера
Рис 96 Принципиальная схема регулирования холодопроизводительяости компрессора фирмы «Стал»
уменьшается давление и внутри корпуса клапана Б. Пружина
15, (растягивая сильфон 13, откроет клапан 16 на большую величину и увеличит слив масла из левой полости золотника 21 во
всасывающий трубопровод компрессора и оттуда в картер.
Золотник, перемещаясь
влево под
воздействием пружины 20, сообщает трубопровод 19 сервомеханизма А с картером
компрессора. При этом ввиду уменьшения давления масла в полости 4 поршень 3 под усилием пружины 6 опускается вниз, уменьшая количество всасываемого пара — производительность цилиндра плавно уменьшается. При дальнейшем движении поршня 3
вниз толкатели 9 получат упор в невозвратный клапан 7, нагруженный пружиной 6, и отожмут кольцевой всасывающий клапан
2 вниз до ограничителя 1. Далее толкатели 9 приподнимут невозвратный клапан 7 вверх, в результате чего цилиндр будет сообщен полостью всасывания под головкой компрессора через те отверстия 8 и 10, в которых нет толкателей. Цилиндр полностью выключен из работы.
Если давление всасывания продолжает уменьшаться, то золотник 21 перемещаясь влево, соединит сервомеханизм следующего
цилиндра с картером компрессора, и этот цилиндр также выключится и т. д. Включение цилиндров осуществляется в обратном
порядке. При отсутствии давления масла золотник 21 находится в
крайнем левом положении, все цилиндры выключены. Давление
кипения, которое должно поддерживаться в воздухоохладителе,
регулируется натяжением пружины 15, которое изменяется регулировочным винтом 14. При вращении винта 14 клапана Б одновременно сдвигаются величины давлений срабатывания сервомеханизмов всех цилиндров. Если запорный вентиль 12 перекрыть, система регулирования холодопроизводятельности отключается и компрессор работает с полной производительностью.
192

195.

Регулятор статического давления воздуха. В работающей СКВ
давление воздуха в воздухопроводе непостоянно и зависит от того, на сколько каждый из потребителей открывает доступ воздуха в сзое помещение. По мере отключения от воздушной магистрали большего числа потребителей давление воздуха в ней возрастает. У оставшихся потребителей при этом подача воздуха в
помещение увеличивается, за счет увеличения скорости значительно возрастает шумность истечения воздуха, нарушается тепловой режим Этих неприятных явлений удается в определенной
степени избежать, применяя регуляторы статического давления
воздуха. Регуляторы давления предназначены для поддержания
постоянного статического давления в воздухопроводе СКВ при изменении расхода потребителями данной магистрали.
На судах отечественной постройки применяют регуляторы
РСДВУ (рис 97) Регулятор состоит из усилителя / и исполнительного механизма //. Регулятор может устанавливаться по схеме регулирования «после себя» или «до себя» (На рис. 97 показаны оба варианта установки РСДВУ. Совпадающие для обоих вариантов участки соединительных трубок показаны сплошной линией )
При работе РСДВУ по схеме «после себя» управляющее давление возд>ха /Оупр должно подаваться в верхнюю полость исполнительного механизма //, а возвратные пружины 3 установлены
Рис 97. С\емы работы регулятора РСДВУ
193

196.

таким образом, что регулирующая заслонка 2 удерживается в открытом положении. При уменьшении подачи воздуха в помещения (в результате прикрытия клапанов или заслонок каютных
ВР) увеличивается давление в воздухопроводе за регулятором и
одновременно в полости ррег усилителя /. Преодолевая жесткость
пружины 5, мембрана 6 прогнется вверх, клапан 7 откроется, в
результате чего увеличится давление в полости рупр и на мембрану 1 исполнительного механизма //. При этом мембрана /, перемещаясь, прикрывает регулирующую заслонку 2 до тех пор, пока
уменьшение расхода воздуха через регулятор не приводит к снижению ррег до заданного начального значения. При увеличении
забора воздуха потребителями произойдет обратное: снижается
давление в воздухопроводе после регулятора и в полости ррег усилителя /, закроется клапан 7, давление рущ> снизится, а заслонка
2 под действием пружины 3 начнет открываться, увеличивая давление в воздушной магистрали до заданного значения. Таким образом, постоянное статическое давление автоматически поддерживается изменением аэродинамического сопротивления системы в
месте установки регулятора.
При работе РСДВУ по схеме «до себя» рущ> должно подаваться в нижнюю полость исполнительного механизма //, а возвратные пружины удерживают регулирующую заслонку 2 в закрытом
положении. При уменьшении расхода воздуха возрастает давление до регулятора и в полости ррег усилителя. Клапан 7 открывается, рупр увеличивается и мембрана / исполнительного механизма, прогибаясь вверх, открывает заслонку 2. Часть воздуха будет
из системы сбрасываться через регулятор наружу. Давление р рег
снизится до заданной величины. При увеличении разбора воздуха потребителями произойдет обратное. Настройку РСДВУ осуществляют изменением жесткости пружины настройки 5 винтом 4.
Пределы настройки 245,2—3922,66 Па (25—400 мм вод. ст.) при
скорости движения воздуха от 10 до 25 м/с. Точность поддержания
статического давления воздуха ±49,03 Па (±5 мм вод. ст.) при
изменении расхода воздуха от 100 до 40%.
На судах зарубежной постройки для этих же целей применяют регуляторы типа 2ОСА фирмы «Данфосс», описанные в литературе [2, 5].

197.

ГЛАВА
IX
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
И СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
34.
ОРГАНИЗАЦИЯ
УСТАНОВОК
ТЕХНИЧЕСКОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
Основной задачей технического обслуживания судовых холодильных установок является обеспечение надежной и безопасной
работы холодильного оборудования при минимальных затратах
на производство искусственного холода. Судовые холодильные установки действуют безотказно, если правильно смонтированное и
испытанное оборудование обслуживается в точном соответствии
с действующими Правилами технической эксплуатации судовых
холодильных установок и Инструкцией завода-изготовителя, отражающей конкретные особенности эксплуатации данной установки.
Все фреоновые холодильные установки, обслуживающие рефрижераторные трюмы, могут классифицироваться Регистром
СССР. Фреоновые холодильные установки, в состав 'которых входят компрессоры с часовым объемом, описываемым поршнями компрессоров более 125 м 3 /ч, подлежат обязательному техническому
надзору Регистра СССР. Для этих холодильных установок обязательно наличие на судне Регистровой книги неклассифицируемых
поднадзорных холодильных установок. Периодичность и объем освидетельствования установлены в Правилах Регистра СССР и их
проводят в соответствии с Руководством по техническому надзору
за судами в эксплуатации. Кроме Регистровой книги, техническая
документация должна включать:
документацию завода-изготовителя, в которую входят паспорта, технические описания и инструкции по эксплуатации холодильных установок и обслуживающих их вспомогательных механизмов, аппаратов, приборов, комплекты чертежей и схем и др.;
формуляр текущего технического состояния установки, содержащий акты испытаний (построечные и после капитальных ремонтов), описание всех выполненных работ по техническому обслуживанию установок с соответствующими замерами, а также отказов в работе установки;
инвентарные книги инструмента и приспособлений, запасных
частей;
кодовые книги для заказа запчастей;
правила технической эксплуатации и др.
На транспортных 'морских судах обслуживание холодильных
установок, учитывая высокую степень их автоматизации, осуществляет непосредственно машинная вахта. В связи с этим механик,
в заведывании которого находятся установки, совместно со старшим механиком должен, используя технические занятия, обеспе195

198.

чивать подготовку вахтенного персонала (механиков и особенно
мотористов) к грамотному наблюдению за работой установки.
Для этого обязательно не только освежать в памяти членов машинной команды общие знания о холодильных установках, полученные в учебном заведении, но и рассказать о конкретных особенностях данной установки, указать, какие параметры установки
следует контролировать особенно внимательно.
Очень полезно на дооке, размещенной вблизи приборной доски
установки, написать давления (или температуры) включения и
выключения компрессора автоматическими приборами и другие
наиболее важные параметры, на которые следует ориентироваться. На крупных пассажирских судах, на транспортных судах с одним или несколькими рефрижераторными трюмами и на рефрижераторных судах холодильные агрегаты и машины расположены в
отдельном рефрижераторном отделении и обслуживаются специальной -вахтой рефрижераторных машинистов, руководимой рефрижераторным механиком. В рефрижераторном отделении судов,
где есть самостоятельная вахта по обслуживанию холодильных
установок, должны вести Суточный журнал работы холодильной
установки. На судах, где холодильные установки обслуживаются
машинной вахтой, ведут Температурный журнал, в котором сменная вахта фиксирует температуру в охлаждаемых помещениях и
параметры наружного воздуха. Все замечания по холодильным
установкам, время пуска и остановок заносят в общий Машинновахтенный журнал.
35.
ПОДГОТОВКА
ХОЛОДИЛЬНОЙ
МАШИНЫ
К
РАБОТЕ
Испытание холодильной установки давлением. Надежность работы холодильной установки в значительной степени зависит от
прочности и плотности как ее отдельных узлов, так и установки в
целом. Поэтому после окончания монтажа холодильной установки
на судне или ремонте, при котором из системы был полностью
удален холодильный агент, перед заполнением установки хладоном испытывают систему холодильного агента на герметичность,
используя для этого сухой азот, углекислоту или тщательно осушенный воздух (последнее в судовых условиях обеспечить сложно). Все фреоновые холодильные установки испытывают при избыточном давлении:
на стороне нагнетания для К12—1,4 МПа
(14,0 кгс/см 2 ), для К22—2,0 МПа (21,0 кгс/см 2 ); на стороне низ2
кого давления
дляК12—1,0 МПа (10,5 кгс/ом ),для К22—1,6МПа
2
(16,0 кгс/см ). Для испытания системы холодильного агента чаще всего используют инертный газ — азот или углекислоту, поставляемые на суда в баллонах.
Рассмотрим, как производится испытание на герметичность
фреоновой холодильной установки с непосредственным охлаждением. Через наполнительный вентиль 16 (рис. 98), служащий для
заполнения холодильной установки хладоном, баллон с газом при
196

199.

помощи зарядной трубки подсоединяют <к системе. Испытывают
систему давлением при отключенных автоматических приборах и
заглушенных предохранительных клапанах. Если автоматический
прибор имеет обводной трубопровод, для его отключения закрывают запорные вентили по обе стороны прибора. В противном
случае шрибор демонтируют и на его 'место устанавливают перемычку. Для проверки герметичности трубных решеток снимают
крышки конденсаторов и кожухотрубных испарителей. Перед наполнением системы газом необходимо сделать следующее: открыть
все запорные вентили, кроме воздухоспуакных и вентилей, отсекающих автоматические приборы; заменить манометры и мановакуумметры, рассчитанные на измерение давлений меньших, чем
давление испытания, манометрами с соответствующими шкалами.
Газ находится в баллоне под высоким давлением порядка 12—
14 МПа (120 —• 140 кгс/см 2 ), поэтому систему наполняют через
редукционный вентиль.
Наполнение ведут постепенно до давления
1,0 МПа (10,5 кгс/с>м2) для К12 и 1,6 МПа (16,0 кгс/ам2) для
К22. Затем вентиль на баллоне и наполнительный вентиль 16 закрывают и делают перерыв на 25—30 мин, необходимый для выравнивания давления во всех частях системы. Одновременно проверяют, нет ли в системе сильных утечек. Если в течение этого
времени давление в системе не понижается, закрывают всасывающий / и нагнетательный 20 вентили компрессора и разобщают
нагнетательные и всасывающие трубопроводы системы холодильного агента. Для этого закрывают вентили на жидкостном коллекторе 6 или (если они предусмотрены) запорные вентили перед каждым камерным ТРВ. Затем, открыв вентиль 16 и вентиль
на баллоне, повышают давление
только на стороне нагнетания
2
2
до 1,4 МПа (14,0 кгс/см ) для Щ2 и 2,0 МПа (21,0 кгс/см ) для
К22. После этого, закрыв вентиль на баллоне и наполнительный
вентиль 16, отсоединяют баллон от системы, а к вентилю 16 подключают манометр.
Далее приступают к проверке герметичности системы. Для
этого обмыливают все разъемные соединения, а также места пайки и сварки. Особенно тщательно обмыливают трубные решетки
кожухотрубных конденсаторов. Для обмыливания
приготовляют
густую мыльную пену. Чтобы пена быстро не высыхала, в нее добавляют несколько капель глицерина. Перед обмыливанием соединение должно быть снаружи очищено и насухо вытерто. Утечки обнаруживаются по появлению пузырей. Если в течение 1—
1,5 мин не появится пузырьков, соединение считается плотным. Если фланцевое соединение имеет уштотнительный бурт меньшего
диаметра, чем фланцы, вырезают полосу газеты, обильно смазывают ее пеной и наклеивают снаружи по окружности на фланцы,
герметизируя соединение труб. Затем прокалывают спичкой отверстие в бумаге между фланцами, обмыливают его и в течение
нескольких минут контролируют появление пузырьков. Метод довольно надежный, но он требует определенного навыка. Если утечки из системы нет, фиксируют время, температуру помещения и
197

200.

Лар
хладона
Рис. 98. Схема подключения баллона с хладоном при зарядке:
/ — выход хладона к ТРВ кладовых, // — вход хладона из испарителей кладовых
давление в системе. Под указанными давлениями стороны высокого и низкого давления выдерживают в течение 18 ч. В продолжение
этого периода каждый час отмечают давление в системе и температуру окружающего воздуха. За первые 6 ч давление в системе может понизиться, но не более чем на 2%. Это объясняется
тем, что при резком повышении давления в системе возрастает
температура газа, заполнившего системы, В процессе выравнивания температуры газа с температурой окружающей среды давление в системе несколько понижается. В течение последующих 12 ч
давление должно оставаться постоянным при условии постоянства
температуры окружающего воздуха.
При изменении температуры окружающего воздуха в пределах 10°С пересчитывают давление по формуле
где /?2 и Р] — абсолютные давления соответственно в конце и начале испытания, МПа (кгс/см 2 ); 12 и ^ — температуры соответственно в конце и начале испытания, °С.
Пример. Сторона высокого давления установки, работающей на К12, испытывается давлением р=1,4 МПа. За первые 6 ч давление снизилось до
1,36 МПа, т. е менее, чем на 2%. В течение последующих 12 ч температура
воздуха понизилась от 19 до 12°С. Определим, какое давление должно быть
в системе при отсутствии утечек,
р = 1,46 ||= 1,42 МПа.
Следовательно, давление по манометру должно быть 1,32 МПа. Более
низкое давление указывает на утечки газа из системы. В этом случае нахо-
198

201.

дят неплотности, снижают давление до атмосферного, устраняют утечки, а затем испытывают систему под давлением обмыливанием соединений.
Если сторона низкого давления может периодически работать
в (качестве стороны высокого давления (как это предусмотрено в
установках, где оттаивание снеговой «шубы» осуществляется горячим паром), при отсутствии предохранительного «лапана для
стороны низкого давления следует принимать то же расчетное
давление, что для стороны высокого давления. Выпуск из системы
азота или углекислоты рекомендуется осуществлять таким образом, чтобы одновременно обеспечить продувку системы с целью
очистки трубопроводов от грязи и ржавчины. Продувку разветвленных систем производят сначала по частям с выключением аппаратов из продуваемой части трубопроводов (в целях предотвращения оседания в них грязи и окалины). Для того чтобы увеличить эффект продувки, в свободный конец трубы забивается деревянная пробка, при повышении давления она вылетает и газ,
выходя из трубы с большой скоростью, лучше очищает ее. В конце испытания и после устранения неплотностей желательно продуть систему целиком.
При получении положительных результатов испытания системы холодильного агента на герметичность под давлением считается законченным, о чем составляется акт с указанием величины
давлений, продолжительности испытания, даты и др.
После испытания системы холодильного агента приступают к
испытанию других систем: забортной воды и рассола. Трубопровод
охлаждающей воды, водяная часть конденсаторов, рассольный трубопровод в сборе с аппаратурой и батареями, включая рассольную часть испарителей, испытывают гидравлическим давлением
не менее 1,25 рабочего давления. Для этого системы заполняют
водой и поднимают в ней давление с помощью ручного гидравлического насоса. Если в течение 5 мин давление остается постоянным, система считается выдержавшей испытание на герметичность.
После испытания необходимо тщательно промыть систему, прокачивая ее рабочим насосом до выхода из нее совершенно чистой
воды.
Вакуумирование системы холодильного агента. Для удаления
из системы воздуха и неконденсирующих газов, а также для осушения ее от влаги перед заполнением холодильным агентом производят вакуумирование. При опрессовании системы холодильного агента неплотности в ней могут закупориться окалиной или
иными механическими частицами. Во время эксплуатации оставшиеся неплотности будут неизбежно размыты хладоном и появятся утечки. Вакуумирование системы помогает выявить эти
скрытые дефекты.
Перед испытанием системы вакуумом устанавливают на место
все штатные автоматические приборы, снятые на время испытания
системы давлением. Испытание проводят посредством вакуум-насоса. Перед началом вакуумирования системы проверяют, все ли
запорные и соленоидные вентили, кроме вентилей, соединяющих
199

202.

систему с наружной средой, открыты Вместо мановакуумметра
2 (см. рис. 98) устанавливают вакуумметр. Приводят в действие
вакуум-насос и понижают в системе абсолютное давление В начале испытания тщательно наблюдают за работой и температурой
вакуум-насоса. Если она увеличивается выше допустимой (предельная температура указана в заводской инструкции на данный
насос), то насос на время останавливают. Перед остановкой обязательно закрывают вентиль на системе агента. При достижении в
системе наибольшего разрежения вакуум-насос продолжает работать в течение 4 ч.
Во время работы вакуум-насоса тщательно осушают систему от
влаги. Для этого водяные и рассольные полости конденсаторов и
испарителей заливают водой с ^=50-т-80°С или подают отработавший
пар
при избыточном давлении не более 0,12 МПа
(1,2 кгс/см 2 ).
Если осушают систему непосредственного охлаждения, в камерах включают электрогрелки для повышения температуры до 45-=60°С
Подогрев аппаратов способствует интенсивному испарению влаги в системе, находящейся под вакуумом. Через 5 — 6 ч
прекращают нагрев системы, закрывают вентиль 16, останавливают и отсоединяют вакуум-насос.
Установки с бессальниковыми компрессорами должны дополнительно испытывать разрежением в течение 8 ч, так как в этом
случае требуется повышенная сухость системы холодильного
агента.
После того как температура аппаратов сравняется с температурой окружающей среды, записывают время и разрежение в системе, определяемое по вакуумметру. Испытание системы под вакуумом проводят в течение 12 ч. Величину разрежения в системе
записывают через каждые 2 ч. Если в продолжении 12 ч при постоянной температуре окружающей среды остаточное давление в
системе не повысится, результаты испытаний считают удовлетворительными. Необходимо знать, что при недостаточном осушении
системы от влаги остаточное давление в конце испытания повысится за счет парциального давления испарившейся влаги.
В таком случае систему необходимо еще раз испытать под вакуумом и просушить с последующей выдержкой под вакуумом 12 ч.
При отсутствии вакуум-насоса в крайнем случае испытание
системы разрежением может быть произведено штатным холодильным компрессором. Для этого полностью закрывают нагнетательный вентиль 20 (см. рис. 98) и открывают установленный
перед ним специальный запорный воздушный клапан; при его отсутствии следует ослабить фланцевое соединение запорного клапана на нагнетательной магистрали между клапаном и цилиндром. Положение всех вентилей должно быть таким же, как при
испытании системы вакуум-насосом. Компрессор приводят в действие, и отсасываемый из системы газ выбрасывается в атмосферу
через воздушный клапан. Разрежение в системе контролируется
вакуумметром За работой компрессора ведут постоянное наблю200

203.

дение, особенно тщательно 'контролируют уровень масла в картере через смотровое стекло. В случае повышенного уноса масла из
картера компрессор останавливают, закрыв предварительно всасывающий вентиль, и добавляют масло в картер. При достижении в системе наименьшего давления компрессор продолжает работать в течение 4 ч, после чего его останавливают. Одновременно с остановкой компрессора закрывают воздушный клапан или
затягивают ослабленный фланец. Открывают вентиль 20 и выдерживают систему под вакуумом 12 ч. Результаты испытания системы холодильного агента фиксируют актом, в котором указывают дату, продолжительность испытания и все числовые данные. Система, выдержавшая испытание под вакуумом, считается
подготовленной к зарядке холодильным агентом.
Испытание системы на герметичность хладоном. Зарядка системы. Испытание на герметичность хладоном производят на
первом этапе зарядки системы. Для этого баллон с хладоном
устанавливают вертикально, головкой вверх. Открывая вентиль
на баллоне на 1—2 с, продувают его. При этом из баллона
должен выходить газообразный, а не жидкий хладон. Выход
жидкого хладона указывает на переполнение баллона, вызывающее его повышенную взрывоопасность, так как давление в баллоне может оказаться в несколько раз выше нормального. В этом
случае необходимо несколько раз открыть вентиль на баллоне до
появления парообразного хладона. Перед введением в систему
агента независимо от надписи краской на баллоне необходимо
убедиться в том, что в баллоне находится хладон требуемой, а
не другой марки. Для этого на штуцер вентиля устанавливают
манометр, открывают вентиль и измеряют давление в баллоне.
Зная температуру хладона в баллоне, равную температуре помещения, в котором длительное время находился баллон, сверяют
давление в баллоне с табличным значением давления насыщенных паров хладона при данной температуре
Пример. При температуре помещения 24°С давление в баллоне, измеренное
манометром, составляет 0,53 МПа (5,44 кгс/см2) По таблицам насыщенных паров хладона-12 находим, что при этой температуре абсолютное давление насыщенного пара хладона-12 составляет 0,63 МПа Следовательно, в баллоне находится Ш2 В случае хладона-22 этой же
температуре соответствовало бы из2
быточное давление 0,92 МПа (9,4 кгс/см ).
Контроль каждого заряжаемого в систему баллона является
обязательным. Для этой цели можно использовать манометр 12
(см. рис. 98). Использование хладона-22 для заполнения системы
холодильной установки, предназначенной для работы на хладоне-12,
не
разрешается ввиду более высоких рабочих
давлений.
Проверенный баллон // с хладоном, установленный вентилем
вниз, подсоединяют с помощью зарядной трубки 9 к вентилю 16.
Воздух из зарядной трубки продувают хладоном при ослабленной накидной гайке на штуцере вентиля 16. Вентиль 5 на обводном трубопроводе закрывают, чтобы хладон перед поступлением
в систему обязательно проходил через фильтр-осушитель 15.
201

204.

Вентиль 16 и вентиль на баллоне открывают и заполняют систему парообразным хладоном до давления 0,2 МПа (2 кгс/см 2 ).
Зарядку временно прекращают для проверки всех соединений на
плотность.
Учитывая высокую способность хладона проникать через неплотности, проверке герметичности системы под давление газом,
а также при вакуумировании и при зарядке хладоном должно
быть уделено большое внимание. Сокращение программы испытаний и недостаточная тщательность проверки каждого соединения могут привести к значительно большим затратам времени,
труда и средств в процессе эксплуатации установки, в условиях
постоянных вибраций и деформации корпуса судна.
Герметичность системы, заполненной хладоном, проверяют обмыливанием, галоидной лампой или электронным галоидным
течеискателем. Принцип действия галоидных ламп (спиртовых,
бензиновых и пропановых) основан на изменении цвета пламени,
получающегося при сгорании топлива, которым заправлена лампа.
При отсутствии в воздухе пара хладона пламя оказывается бесцветным. Если в воздухе, который подсасывается к горелке, имеется хладон, то при температуре 600—700°С происходит разложение хладона и образование хлористого и фтористого водорода,
которые в присутствии раскаленной меди увеличивают пламя и
окрашивают его в зеленоватый цвет. При более высокой концентрации хладона в воздухе цвет пламени делается темно-зеленым,
а затем зелено-синим. При больших концентрациях хладона лампа может погаснуть.
На рис. 99 показана спиртовая галоидная лампа ГЛ-1. Лампа
заправляется этиловым ректификованным спиртом ГОСТ 5962—67
или этиловым техническим спиртом ГОСТ 17299—78 в количестве
35 см3 через отверстие в нижней части горелки /, закрытое колпаком 9. Для прогрева лампы в чашку 8 следует налить спирт и
поджечь. После того, как весь спирт выгорит, открыть регулирующий вентиль 2 и зажечь пары спирта в колпаке 5. Интенсивность
горения регулируют вентилем 2. Пары спирта с большой скоростью выходят из прогретого корпуса лампы через отверстие в
ниппеле 3, эжектируют воздух из шланга 7, свободный конец которого поднесен к проверяемому соединению, проходят в смеси
с воздухом через сопло 4 и сгорают в медном конусе 6. Открытый конец шланга следует держать у контролируемого соединения не менее 15—20 с.
До начала поиска утечки желательно прогреть лампу до тех
пор, пока медный колпачок 6 не приобретет темно-вишневый цвет
(600—700°С). Отверстие в ниппеле 3 следует периодически прочищать иглой, находящейся в колпаке 9. По окончании работы
вентиль 2 закрыть. Разжигать лампу следует вне помещения, где
находятся фреоновые машины. Изменение цвета пламени при внесении лампы в помещение свидетельствует о высокой концентрации хладона в воздухе. В этом случае необходимо хорошо проветрить помещение и тогда приступать к проверке.
202

205.

Пары спирта
Воздух от
предполагаемого
песта утечки
хлиНона
Рис. 99.
лампа
Спиртовая
галоидная
Рис. 100. Пропановая галоидная
лампа
Устройство пропановой галоидной лампы (рис. 100) отличается наличием баллона с сжиженным пропаном. Баллон 13 вставлен в корпус 14. При поворачивании до отказа колпака 1 игла
// вскрывает мембрану 12 и газ поступает через фильтр 10 в
отверстие капсюля 8, далее смешивается через шланг 7 с эжектируемым воздухом и горит в колпаке 6 в пределах медной сетки
5. Величину пламени регулируют клапаном 9, перемещаемым
колпачковой гайкой 4 через дружину 3 и сильфон 2. По сравнению со спиртовыми пропановые лампы обладают значительно
большей продолжительностью работы при единовременной зарядке. Чувствительность пропановых и спиртовых ламп примерно
одинакова.
Значительно большей чувствительностью обладают электронные галоидные течеискатели. Через платиновые электроды датчика, нагретые до температуры 800-=-900°С, вентилятором прогоняется воздух, всасываемый через шуп и гибкий шланг. При наличии в воздухе лара хладона возрастает ионная эмиссия с поверхности платины, в результате чего возрастает ток, проходящий
через электроды. Токовый сигнал датчика увеличивается в усилителе и поступает на индикатор, который обеспечивает подачу
световых сигналов посредством неоновой лампы, расположенной
в датчике, и подачу звуковых сигналов — щелчки в телефоне,
203

206.

расположенном в регистрирующем блоке. В этом блоке имеется
также стрелочный индикатор. Если утечка хладона велика, щелчки <в телефоне переходят в непрерывный зумимер одного тона, а
стрелка выходит за шкалу прибора. Отечественные приборы
ГТИ-2, ГТИ-3 и ГТИ-6 работают по описанному принципу, стоимость их достаточно велика. Посредством приборов можно определить утечку хладона порядка 0,5 г в год.
Применяют электронные течеискатели только в тех случаях, когда не удается определить утечку другими методами.
Помимо описанных методов, неплотности в системе можно также
определить по следам и подтекам масла. Ввиду взаимной растворимости хладона и масла появление .масляных пятен указывает
на возможную утечку хладона. В этом случае следует обезжирить
(бензином, ацетоном, спиртом), вытереть насухо проверяемое соединение и плотно обернуть его белой бумагой. Повторное появление следов масла подтверждает наличие утечки хладона. При работе с галоидными течеискателями всех видов следует иметь в виду,
что неплотности во фреоновой установке определяют сверху вниз,
так как пар хладона опускается
вниз из-за большей, чем у воздуха плотности (1,29 кг/м 3 — воздух, 5,7 кг/м 3 — К12 и 3,9 кг/м 3 —
Р22).
Систему, заполненную паром хладона, подвергают испытанию
на плотность в течение 48 ч. При отсутствии утечек хладона приступают к зарядке системы маслом, а затем и хладагентом. Как
правило, холодильные агрегаты поступают на суда с залитым в
компрессор и конденсатор маслом. (Например, в конденсатор агрегата МАК-6 заправляют 3 кг масла.)
Во фреоновых холодильных установках с рассольной системой
охлаждения для обеспечения нормального возврата масла из испарителя в компрессор маслом заряжают не только картер компрессора, но и жожухотрубный испаритель. Количество масла, заряжаемого в испаритель, составляет 10—15% массы заправляемого в систему хладона, а в систему с непосредственным охлаждением — 2-1-5%. Масса хладона, вводимого в систему, указана в
паспорте установки.
Зарядку агентом продолжают в следующем порядке (см.
рис. 98). Вентиль 18 за ресивером 17 или (при отсутствии ресивера) вентиль 19 за конденсатором 4 закрывают. Пускают охлаждающий насос конденсатора и проверяют давление в водяном
трубопроводе по манометру. Вводят в действие компрессор. Хладон из баллона поступает через испарители в конденсатор, где и
накапливается. При понижении
давления в испарительной систе2
ме до 0,05 МПа (0,5кгс/см ) компрессор необходимо 2 остановить.
Когда давление повысится до 0,25 МПа (2,5 кгс/см ), компрессор следует снова включить.
При заполнении системы каждый баллон взвешивают до и
после использования для определения действительного количества вводимого в систему хладона. Удобно следить за массой баллона и ходом зарядки системы, если баллон подвешивать к
204

207.

динамометру 7 (см. рис. 98). Для того чтобы полностью исключить
'попадание влаги в систему, несмотря на наличие стационарного
фильтра-осушителя 15, между баллоном и наполнительным вентилем устанавливают также переносной фильтр-осушитель 13.
В этом случае в процессе зарядки системы хладоном можно без
сложных переключений перезарядить этот фильтр новым зарядом
адсорбента. Для этого следует закрыть вентиль 8 на баллоне,
отсосать хладон из зарядной трубки и переносного фильтра-осушителя 13, закрыть вентили 14 и 10 и снять фильтр-осушитель.
После перезарядки фильтра зарядную трубку и фильтр следует
продуть агентом из баллона при ослабленной накидной гайке на
штуцере наполнительного вентиля 16. Наполнение системы хладоном прекращают при заправке в нее около 70% ориентировочно подсчитанного количества. Впоследствии, когда машина будет
работать, хладон добавляют при проявлении признаков недостатка его в системе. А пока компрессор останавливают, закрывают вентиль на баллоне, наполнительный вентиль и отсоединяют
зарядную трубку. На смотровом стекле конденсатора (или ресивера) ставят отметку уровня жидкого хладона. Помещение освобождают от фреоновых баллонов и тщательно вентилируют. Обмыливанием и галоидной лампой проверяют на плотность все
соединения системы и компрессор. Обнаруженные утечки немедленно устраняют. Составляется акт с указанием даты, номеров
баллонов и массы брутто, нетто и тары.
В установках средней и большой холодопроизводительности
хладон в жидком виде перекачивают в баллоны через наполнительный вентиль. Для этого необходимо проделать следующее
(см. рис. 98): установить баллон на весы вентилем вверх; присоединить баллон к наполнительному вентилю с помощью красномедной зарядной трубки, испытанной на соответствующее давление; приоткрыв наполнительный вентиль 16, продуть зарядную
трубку, открыть запорный вентиль на баллоне; запустить компрессор; закрыть запорный вентиль перед ТРВ; открыть наполнительный вентиль 16, внимательно контролируя количество жидкого
хладона, подаваемого в баллон. Для ускорения наполнения баллона хладоном давление конденсации следует повысить до 0,9—
0,93 МПа (9—9,5 кгс/см 2 ) для К12 и 0,12—0,14 МПа (12 —
2
14 кгс/см ) для К22 уменьшением количества ^прокачиваемой воды, а баллоны охладить водой или льдом. После наполнения баллона закрыть наполнительный вентиль и запорный вентиль на баллоне, отсоединить зарядную трубку, установить на вентиль баллона заглушку и тщательно завернуть предохранительный колпак.
Зарядку хладоном холодильных установок малой холодопроизводительности, не имеющих специального наполнительного вентиля, производят через штуцер трехходового всасывающего запорного вентиля компрессора. Для этого сначала до отказа открывают
запорный вентиль, отсекая тем самым штуцер РНД (рис. 101, в).
Баллон устанавливают головкой вверх и соединяют трубкой со
штуцером. Затем запорный вентиль вращением штока на 1 —1,5
205

208.

Рис
101.
Запорный
трехходовой
вентиль
компрессора:
а — клапан открыт, приборы сообщены со всасывающей (нагнетательной) стороной компрессора (положение клапана во время работы агрегата); б — клапан закрыт, приборы
сообщены со всасывающим (нагнетательным) трубопроводом; а — клапан открыт, доступ
хладона на приборы закрыт,
/ — к штуцеру вакууметра и РНД (манометра и РВД); 2 — всасывающий (нагнетатель
иый) трубопровод, 3 — всасывающая (нагнетательная) полость компрессора
оборота ставят в промежуточное положение (рис. 101, а), и открытием клапана на баллоне начинают зарядку. После уравнивания давления в баллоне и системе включают компрессор.
Далее он работает непрерывно, давление всасывания примерно 0,05—0,15 МПа
(0,5—1,5 кгс/см 2 ) регулируется вентилем баллона. Большое открытие клапана может привести к
гидравлическим ударам в компрессоре. Хладон из баллона перекачивается компрессором в конденсатор, прокачиваемый водой. Опорожнение баллона определяют по показаниям весов и появлению
инея на зарядной трубе и на баллоне вблизи запорного клапана.
36. ПУСК И РЕГУЛИРОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Перед пуском установки необходимо произвести ее внешний осмотр: убедиться в отсутствии посторонних предметов, мешающих
пуску, а также проверить по смотровым стеклам наличие в картере жомпрессора масла. Для компрессоров с принудительным
смазыванием уровень масла должен составлять '/а смотрового
стекла. При омазывании разбрызгиванием уровень должен быть
несколько выше. Затем по смотровому стеклу проверяют уровень
жидкого хладона в конденсаторе (ресивере). Если смотрового
стекла нет, определить, достаточно ли в системе хладона можно
только во время работы установки.
Перед пуском автоматизированной фреоновой холодильной
установки после длительного бездействия необходимы следующие
операции: провернуть от руки вал «компрессора и убедиться, что
206

209.

он вращается без заеданий; открыть все необходимые запорные
вентили водяной и рассольной систем; открыть всасывающий и
нагнетательный вентили компрессора, открыть полностью запорные
вентили на паровом (от 'камерных испарителей) коллекторе. Запорные вентили на жидкостном коллекторе для подключения камерных испарителей открывают сначала на 'А—'/з оборота и сразу
включают компрессор. После пуска компрессора, не допуская
снижения давления всасывания ниже 0,02 МПа (0,2 кгс/см 2 ), постепенно открывают запорный вентиль конденсатора или ресивера,
а затем постепенно увеличивают до полного открытия запорных
вентилей на жидкостном коллекторе. Установку переводят в автоматический режим.
Если есть основания полагать, что в испарителях скопился
жидкий хладон, перед пуском компрессора запорные вентили на
паровом коллекторе открывают сначала на небольшую величину и
лишь после того, как появится уверенность в том, что компрессор
работает без гидравлических ударов, клапаны постепенно открывают полностью. Затем в установленном порядке открывают запорные вентили на жидкостном коллекторе. Автоматизированные
установки, как правило, имеют блокировку
электродвигателей
компрессора, насосов охлаждающей воды и рассольного. В этом
случае циркуляцию воды и рассола проверяют после пуска компрессора. После пуска установка некоторое время работает в неустановившемся режиме. В этот период она должна находиться
под непрерывным наблюдением. Главное внимание должно быть
уделено контролю за подачей хладона в испарителе с тем, чтобы
избежать гидравлических ударов в компрессоре. Если давление
конденсации несколько выше нормального, снизить его можно увеличением количества охлаждающей воды при условии, что этот
вариант предусмотрен.
В процессе работы установки давление кипения хладона в испарителях, давление конденсации и температуры в охлаждаемых
помещениях постепенно понижаются.
Цель регулирования работы холодильной установки: поддержание необходимого температурного и влажностного режимов во
всех охлаждаемых помещениях при наиболее экономичной и безопасной работе установки; обеспечение безотказной работы приборов защиты и аварийно-предупредительной сигнализации.
Приборы автоматики, имеющие шкалы, настраивают до пуска
установки. Все без исключения автоматические приборы проверяют и регулируют на действующей холодильной установке. Реле
низкого давления РНД, предназначенное для обеспечения цикличной работы методом пуск—остановки компрессора, должно
срабатывать на замыкание и размыкание контактов при давлениях включения и выключения, обеспечивающих поддержание
требуемых температур в кладовых. Величины этих давлений определяют методом, изложенным в § 18. Если же РНД выполняет функцию прибора защиты, то по Правилам технической эксплуатации оно должно останавливать компрессор при пониже207

210.

нии избыточного давления на
линии всасывания до величины не
менее 0,02 МПа (0,2 кгс/см 2 ). Если температуры охлаждаемых
объектов требуют работы при более низких давлениях «кипения
и всасывания, давление размыкания контактов должно быть
соответственно снижено. Однако во всех случаях следует стремиться к тому, чтобы установка работала при возможно больших рабочих давлениях кипения, так как при этом повышается
холодопроизводительность машины, а следовательно, понижаются затраты на производство холода. Кроме того, работа при
давлении всасывания ниже атмосферного крайне нежелательна
также тем, что может привести к подсосу в систему воздуха, а
вместе с ним и влаги, и допускается только при необходимости.
Проверку настройки РНД производят следующим образом.
Постепенно, закрывая всасывающий вентиль работающего компрессора, понижают давление на линии всасывания до требуемого давления выключения и проверяют настройку РНД на размыкание контактов. После этого открывают всасывающий вентиль компрессора — давление на линии всасывания повышается, и проверяют настройку РНД на включение Реле высокого
давления должны обеспечить аварийную остановку компрессора
при повышении избыточного давления на стороне
нагнетания
при работе на К12 2до 1,15 МПа (11,5 кгс/см 2 ), на К22 до
1,8 МПа (18 кгс/см ).
При проверке и настройке РВД надо обращать внимание не
только на давление выключения компрессора, но и на давление
включения, которое должно быть выше максимального рабочего
давления при наивысшем значении температуры забортной воды. В судовых установках давление нагнетания в зависимости
от температуры забортной воды изменяется в широких пределах. Например, при работе на Ш2 и температуре забортной воды 20°С температура конденсации составит приблизительно
2
28°С, а давление конденсации — 0,61 МПа (6,17 кгс/см ). В этих
условиях настройка РВД2 на размыкание контактов при давлении 0,1 МПа (10 кгс/см ) и на замыкание контактов при давлении 0,64 МПа (6,5 кгс/см2) обеспечит отключение компрессора при значительном повышении давления нагнетания и включение его, когда давление нагнетания понизится до нормальных
пределов, так как давление включения РВД выше
рабочего.
При плавании судна в тропиках при температуре забортной
воды 32°С температура конденсации повысится
до 40°С, а давление конденсации до 0,86 МПа (8,74 кгс/см 2 ). Если в результате «срыва» охлаждающего насоса
давление конденсации по2
высится до 0,1 МПа (10 кгс/см ), РВД остановит компрессор.
После восстановления циркуляции забортной воды давление в
конденсаторе начинает понижаться. При достижении
рабочего
давления конденсации 0,86 МПа (8,74 кгс/см 2 ) РВД не включит компрессор, так как оно
настроено на замыкание контактов
при 0,64 МПа (6,5 кгс/см2). Не включит реле его и позже, когда
508

211.

в процессе длительной прокачки конденсатора температура хладона в конденсаторе понизится до температуры забортной воды
и давление в конденсаторе составит 0,68 МПа (6,96 кгс/см 2 ).
Чтобы не перенастраивать РВД при разных режимах работы
установки, рекомендуется настраивать его при работе на К12 на
размыкание контактов при повышении
давления нагнетания до
1,08—1,13 МПа (11—11,5 кгс/см 2 ) и на замыкание
контактов
при давлении 0,92—0,94 МПа (9,4—9,6 кгс/см 22 ). При работе на
К22 соответственно
1,65 МПа (16,8 кгс/см ) и 1,52 МПа
(15,5 кгс/см 2 ).
Настройку РВД производят следующим образом. Искусственное повышение давления, необходимое для проверки и настройки РВД, осуществляют уменьшением количества охлаждающей
воды, подаваемой в конденсатор. При этом по манометру, установленному на нагнетательной стороне компрессора, фиксируют
давление, при котором РВД остановит компрессор, и при необходимости регулируют прибор. Затем постепенно увеличивают
подачу воды на охлаждение конденсатора, снижают давление
конденсации и фиксируют давление замыкания контактов РВД.
Во всех случаях давление отключения компрессора РВД должно быть ниже давления, на которые отрегулированы предохранительные клапаны.
Реле контроля смазки проверяют и при необходимости
регулируют на работающем компрессоре. Для этого, ослабляя
пружину перепускного клапана системы принудительной смазки,
увеличивают сброс масла в картер компрессора и тем самым
снижают разность давлений (дифференциальное давление)
до
минимально допустимой величины, при которой должен отключаться электродвигатель компрессора. В процессе работы установки необходимо по показаниям камерных термометров проверить фактические температуры срабатывания на замыкание и
размыкание контактов термореле,
обеспечивающих поддержание заданных температур в кладовых. Окончательную настройку приборов управления (РНД и термостатов) при необходимости производят после достижения в кладовых устойчивого температурного режима.
Приборы автоматики, применяемые в судовых холодильных
установках, различны по конструкции и принципу действия, но
правила настройки их не отличаются от рассмотренных в гл.У1.
37. ПРИЗНАКИ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ФРЕОНОВОЙ
ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Оптимальным называется такой режим работы холодильной
установки, который обеспечивает поддержание в охлаждаемых
помещениях требуемых температурно-влажностных условий при
надежной работе и минимальных затратах энергии. Он характеризуется оптимальными перепадами температур в теплообмен209

212.

ных аппаратах, оптимальной величиной перегрева всасываемого
пара, нормальной работой 'компрессора и т. д.
У прямоточных компрессоров температура крышки цилиндра
должна быть блиака к температуре нагнетательного трубопровода, у непрямоточных — к температуре нагнетательного трубопровода с нагнетательной стороны и температуре всасывающего
трубопровода с всасывающей стороны.
Важное значение имеет поддержание оптимальных температурных перепадов (см. табл. 18 и 19). Температура, а следовательно, и давление конденсации зависят от температуры забортной воды.
Давление конденсации определяют по манометру,
установленному на нагнетательной стороне компрессора, а температуру конденсации примерно — по температурной шкале этого манометра, а более точно — по таблице насыщенного пара
хладона в зависимости от давления конденсации.
Перепад между температурами забортной воды на входе в
конденсатор и выходе из него ((-^2—^т) должен составлять
2—5°С. Перепад между температурой конденсации и температурой воды, выходящей из конденсатора (7К—^2), следует поддерживать в пределах 5-=-6°С, а разность ^к—^тп Для кожухотрубных 'конденсаторов — 8ч-9°С. В процессе эксплуатации в
целях экономии энергии необходимо стремиться поддерживать
давление конденсации возможно более низким, но не ниже
2
0,4 МПа (4 кгс/см ) при работе на К12.
При низкой температуре забортной воды температуру и давление конденсации в установках, не имеющих водорегулирующего вентиля, повышают, прикрывая запорный вентиль, установленный на выходе воды из конденсатора. В случае повышения
температуры забортной воды выше 32°С желательно прокачивать конденсаторы холодильной установки водой от насосов,
имеющих более высокий напор. При этом необходимо иметь
в виду, что увеличивать подачу воды в конденсаторы имеет
смысл лишь до тех пор, пока это вызывает снижение давления
(и температуры конденсации). Дальнейшее повышение расхода
воды приводит только к ускоренному изнашиванию труб и трубных решеток.
При непосредственном охлаждении температура кипения хладона в испарителе должна быть ниже температуры в кладовой
на 9-=-15°С (подробно рассмотрено в § 18). Температуру кипения хладона в испарителях, не снабженных ПРД «до себя», определяют примерно по температурной шкале мановакуумметра
на всасывающей трубе компрессора, а более точно — по таблице насыщенного пара хладона. В установках, не оборудованных
теплообменником, перегрев пара на всасывании (4с—^о) должен
быть 8-г-10°С. Значения полезного перегрева пара хладона, всасываемого компрессором в установках с теплообменником, .должны быть в определенных пределах (ом. табл. 18 и 19).
В системах с одним испарителем перегрев пара определяют
как разность между температурой всасываемого пара (по тер210

213.

Т а б л и ц а 18
Оптимальный температурный режим установки при работе на хладоне-12
3
о
га
и
оэ
з;
а
к

«5
IСа
Температура забортной воды,
°С
О
Е
О)
X
О
я
§
Зс
Температура паров в конце сжатия при
температуре кипения, °С
м
Условия работы
М
4
ю о
V сЗ
за
X Щ
ШЧ
сх
п)
Оч
к
0^
и
V
оЗ
X в

юч
Е К
X
« О
X X
10
10
15
20
25
30

|о +5
§1
0 -5 -10
-15 -20
-25 -30
ь§1
я
Ч§
14
18
23
27
32
19
23
28
33
38
0,46
0,53
0,62
0,72
0,83
32
36
44
49
55
82
36
43
48
54
33
37
44
49
55
34
38
45
50
56
36
41
47
52
57
37
42
48
53
58
38
44
49
55
61
40
46
52
56
63
При затопленных
испарителях
20
10
15
20
25
30
14
18
23
27
32
19
23
28
33
38
0,46
0,53
0,62
0,72
0,83
42
48
55
59
63
42
47
54
58
63
43
48
55
59
65
44
50
56
60
66
45
51
57
62
67
46
52
58
63
68
49
54
61
65
72
51
57
63
67
73
С теплообменником и незатопленных испарителях
30
10
15
20
25
30
14
18
23
27
32
19
23
28
33
38
0,46
0,53
0,62
0,72
0,83
53
59
65
69
75
52
58
64
68
74
53
59
65
70
75
55
60
67
71
77
56
61
68
72
78
57
62
69
73
80
60
65
71
76
82
62
67
78
79
85
При развитом
теплообменнике и
незатопленных испарителях
20
25
23
27
22 0,62 81 80 81 82
33 0,72 85 84 86 87
30
32
32
34
45
«о
При развитом
теплообменнике и
незатопленных испарителях
38 0,83 92 91 92 93 94 96 98 100 При перевозке
40 0,88 93 92 93 94 96 98 99 102 замороженного мяса и рыбы и при
высокой температуре забортной воды
85
88
86
90
87
93
90
95
мометру на всасывающей трубе компрессора) и температурой
кипения хладона, соответствующей давлению всасывания. Проверка настройки ТРВ в этом случае осуществляется просто.
В многоиспарительных системах определить перегрев пара в
каждом испарителе практически невозможно.
В этом случае
проверка настройки ТРВ осуществляют следующим
образом.
Удаляют иней с испарителя, включают компрессор и влажными
пальцами определяют, в каком месте испарителя прекращается
кипение хладона и начинается перегрев пара. Там, где хладон
кипит, влажные пальцы прилипают к трубе испарителя. Перегрев всасываемого компрессора пара в многоиспарительных
системах регулируют за счет перераспределения величин пере211

214.

Т а б л и ц а 19
Оптимальный температурный режим установки при работе на хладоне-22
Температура забортной воды,
°С
1
о
а
X
я
Сц

"* о
и „
™ 2!
№ т
ЛИ
о,
т о
н
О ^1
о =
X^
Ш ^4
з:
л о
п
д сО
а

«1
>1
О
Д
3 о*
ю
ш
,
•ч
03
о
а:
Температура паров в конце сжатия при
температуре кипения, С
сС
О
О)
к
о
С)
м
о
ьл
Си
^^•^ч
Н
Условия работы
г
Й1
|~1
«4^ О
И
5 я"
+5
0 -5 -10 -15 -20 -25 -30
п>
Ч ей
Е И
гао
х к
10
10
15
20
25
14
18
23
27
19
23
28
33
0,81
0,92
1,06
1,23
40
45
52
60
42
49
56
63
45
51
59
67
47
20
10
15
20
30
14
18
23
32
19
23
28
38
0,81
0,92
1,06
1,40
48
53
61
75
50
57
63
78
52
60
66
81
56 60 65
63 67 72
70 75 80
85 88 93
С теплообменни68 71
73 78 ком и незатоплен82 85 ных испарителях
95 100
14
18
23
27
32 ,
19
23
28
33
38
0,81:
30
10
15
20
25
30
56
0,92^ 63
1,06 70
1,23 78
1,40; 83!
60
67
75
83
88
65
72
80
86
93
68
73
82
88
95
80
85
92
102
109
С
^^л
г
а
Я
^
СП
1-^
^^
^~г***
50
53 57
61 63
70 72
71
78
85
93
100
53
60
66
75
76
82
88
98
104
56
63
70
78
отсутствии
60 При
67 теплообменника и
75 затопленных испа83 рителях
83 При развитом
90 теплообменнике и
98 незатопленных ис106 парителях
112
грева в разных испарителях. При этом минимальный перегрев
следует устанавливать у испарителей с затрудненным возвратом
масла, увеличивая перегрев у испарителей с облегченным возвратом масла. При наличии перегрева всасываемого пара компрессор работает «сухим» ходом, внешними признаками которого
являются: леший стук клапанов; относительно высокая температура крышки цилиндра с нагнетательной стороны и нагнетательного патрубка, которая близка к температуре нагнетательного трубопровода. При температуре в кладовой ниже нуля инеем покрыт весь испаритель и часть всасывающего трубопровода.
Работа компрессора «влажным» ходом характеризуется отсутствием стука клапанов и появлением инея на крышке компрессора при значительном понижении температуры крышки компрессора и нагнетательного трубопровода. На ощупь нагнетательная сторона компрессора холодная. В прямоточных компрессорах
покрывается инеем картер.
При необходимости ТРВ перестраивают поворотом его регулировочного винта не более чем на четверть оборота с интервалом 15—20 мин.
212

215.

Температура в конце сжатия определяется по термометру на
нагнетательной трубе компрессора. Она зависит от температур
конденсации, кипения и перегрева и колеблется в пределах
32— 102°С для К12 и 40— 130°С для К22. Эти и другие значения,
характеризующие оптимальные температурные пределы, даны
в табл. 18 и 19.
38. ЦИРКУЛЯЦИЯ МАСЛА В СИСТЕМЕ ХОЛОДИЛЬНОГО АГЕНТА
И СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА
Смазочное масло уменьшает трение и износ, охлаждает детали холодильных машин и уплотняет зазоры. Во время работы компрессора часть масла (4—8%), находящегося в картере, уносится
вместе с паром хладона в систему и циркулирует по ней вместе с
холодильным агентом. Влияние, оказываемое маслом, унесенным
из 'компрессора, на работу холодильной установки зависит от
взаимной растворимости хладона и смазочного масла. Жидкие
хладоны и минеральные масла взаимно растворяются. Эта растворимость увеличивается с возрастанием температуры. При температуре выше —42°С, т. е. во всем диапазоне рабочих температур
холодильной установки, жидкий хладон-12 неограниченно растворяется в масле, образуя однородную смесь. Жидкий хладон-22 в
масле растворяется ограниченно: при высоких температурах растворимость хорошая; при обычных температурах кипения в испарителе масло выделяется из К22, при этом образуется вязкий слой
масла, плавающий на поверхности хладона.
Парообразный хладон абсорбируется (растворяется) в масле,
уменьшая его вяз-кость; растворимость хладона увеличивается с
повышением давления и понижением температуры. В нагнетательном трубопроводе небольшая часть пара поглощается маслом,
унесенньщ из компрессора. Масло, поступившее в конденсатор,
растворяется в жидком хладоне. Образовавшийся в конденсаторе
маслофреоновый раствор переохлаждается в теплообменнике,
дросселируется в регулирующем вентиле и поступает в испаритель, где в зависимости от того, какой из холодильных агентов
используется в качестве рабочего тела, происходит либо выкипание легкокипящето компонента (Н12) из маслофреонового раствора, либо расслоение маслофреонового раствора на две жидкие
фазы — масло и К22. В результате этого в испарителе происходит скапливание масла. Это приводит к снижению уровня масла
в картере компрессора и к нарушению нормальных условий сма^
зывания его трущихся частей. Значительное понижение уровня
масла в картере может привести к аварии компрессора.
Часть масла, возвращенного из испарителя, поступает в (картер компрессора по вертикальному каналу, сообщающему всасывающий трубопровод с картером. Остальное масло увлекается в
цилиндр всасываемым паром и снова уносится в нагнетательный
трубопровод.
213

216.

Для нормальной работы холодильной машины необходимо:
чтобы из испарителя в картер компрессора возвращалось столько же масла, сколько из него уносилось. Причины чрезмерного
уноса масла из компрессора: износ поршневых колец и цилиндра;
интенсивное разбрызгивание из-за переполнения картера маслом;
ненормально высокое давление масла в системе принудительного
смазывания от насоса; износ подшипников шатунов или завышенные против нормы зазоры, вследствие чего через них на цилиндровое зеркало попадает избыточное количество масла, подаваемого
под давлением через сверления в коленчатом валу.
При эксплуатации холодильной машины необходимо стремиться к уменьшению количества циркулирующего в системе масла,
так как выпадание его в испарителе, помимо снижения уровня
масла в картере компрессора, уменьшает коэффициент теплопередачи испарителя.
Важным фактором, влияющим на унос .масла из компрессора,
является абсорбция парообразного хладона маслом, находящимся
в картере компрессора. При стоянке компрессора (особенно длительной) давление в картере (равное давлению в испарителе) повышается, так как хладон, находящийся в испарителе, нагревается под воздействием теплопритоков. В это же время картер компрессора остывает. В этих условиях растворимость парообразного
хладона в масле возрастает, что приводит к повышению уровня
маслофреонового раствора в картере компрессора.
При пуске
компрессора (особенно крупного, который вводится в действие с
закрытым всасывающим вентилем) давление в картере резко понизится и кипение растворенного в масле хладона приведет к интенсивному вспениванию масла и срыву подачи его насосом. Поэтому чрезвычайно важно соблюдать следующие меры, исключающие абсорбцию хладона в масле во время остановки компрессора;
предотвращать чрезмерное охлаждение картера компрессора.
Для этой цели на средних и крупных компрессорах применяют
автоматические картерные подогреватели, включающиеся с помощью термостата во время остановки. Они повышают температуру
неработающего компрессора до 20 —25°С и тем самым способствуют уменьшению абсорбции хладона в масле. Применяют также
постоянно действующие картерные подогреватели. В период работы компрессора их влияние на температуру масла невелико, температура повышается не более чем на ГС;
плотно закрывать всасывающий и нагнетательный вентили при
длительной остановке компрессора, что исключает повышениедавления в картере. Малый унос масла из компрессора в систему
свидетельствует об общем нормальном техническом состоянии
компрессора.
Для того чтобы исключить скапливание масла в испарителе,
необходимо при монтаже предусмотреть ряд специальных мер,
обеспечивающих устойчивый возврат масла из испарителя в
картер компрессора. Задержка масла, уносимого в систему, может
достигаться установкой маслоотделителя, в котором происходит
214

217.

отделение масла, унесенного паром хладона из картера компрессора. Отделившееся масло вместе с растворенным в нем хладоном возвращается по трубопроводу в картер компрессора.
В холодильных установках, оснащенных маслоотделителями,
уровень масла в картерах компрессора поддерживается достаточно стабильно. Наиболее совершенные .конструкции маслоотделителей способны отделять и возвращать в картер до 50—60 /0 масла Обязательным является наличие маслоотделителя в холодильных установках, работающих на хладоне-22, обладающим ограниченной взаимной растворимостью с маслом в испарителе.
Возврат масла, занесенного в испаритель, обеспечивается различными конструктивными мерами. Особенно важно проведение
этих мер в том случае, когда установка не имеет маслоотделителя С этой целью испаритель устанавливают выше компрессора Для самотечного движения масла в направлении движения
пара всасывающий трубопровод монтируют с уклоном 1—2° в сторону компрессора, применяют верхнюю подачу жидкого хладона
в испаритель.
На рис. 102 дана схема возврата масла в компрессор 3 из незатопленного з/мееви'кового испарителя /, расположенного выше
компрессора. Жидкий хладон подводится в испаритель сверху.
Пар отводится снизу. Кипение жидкости в испарителе сопровождается выпаданием из нее масла, которое самотекам движется
вниз по змеевику испарителя. Пар хладона вместе с маслом по
всасывающему трубопроводу засасывается компрессором 3 через
теплообменник 2. В теплообменнике всасываемый пар перегревается, а жидкий хладон, растворенный в масле, выкипает из раствора. В картер компрессора возвращается масло с небольшим содержанием растворенного в нем хладона.
Всасывание компрессором перегретого пара с весьма малым
содержанием масла увеличивает коэффициент подачи компрессора, так как в этом случае уменьшается вредное влияние доиспарения хладона из масла в результате теплообмена холодильного
агента со стенками цилиндра. Как уже указывалось, коэффициент
подачи фреоновых компрессоров повышается при увеличении пеТРВ
{ЛААДЛАЛ/
Жидкий хладон
от конденсатора
Рис. 102. Схема возврата масла из испарителя
215

218.

регрева всасываемого пара. Однако для облегчения возврата
масла в картер компрессора часто появляется необходимость в
кратковременной периодической
У клон 2 100
работе с небольшим перегревом
Масло
всасываемого пара
и
даже
«влажным» Х010У, несмотря на
Рис. ЮЗ. Маслоподъемная петля
то, что это снижает коэффициент подачи компрессора.
Если испаритель расположен на одной высоте с компрессором
или ниже его, то для возврата масла должна быть выполнена маслоподъемная петля (рис. 103). Масло, стекая в нижнее колено
петли, образует масляный зазор. В результате этого происходит
понижение давления на участке всасывающего трубопровода между маслоподъемной петлей и компрессором. Порция масла поднимается в вышерасположенный участок вследствие образовавшейся
разности давлений в испарителе и на участке всасывающего трубопровода после масляного затвора. Маслоподъемная петля обеспечивает подъем масла на высоту не более 3 м. Размер масляного
затвора должен быть возможно меньшим, чтобы не требовалось
большой разности давлений для подъема масла. Значительные
трудности, связанные с возвратом масла в картер компрессора,
возникают в установках с кожухотрубными испарителями. В чтом
случае используется два способа возврата масла:
1) нерегулируемый, осуществляемый благодаря засасыванию
масла вместе с паром хладона;
2) регулируемый, осуществляемый путем отбора части маслофреонового раствора, имеющего высокую концентрацию масла,
из испарителя.
Смазочные масла фреоновых машин. Основными свойствами
смазочных масел являются вязкость, температура застывания и
температура вспышки. Для смазывания фреоновых машин применяют специальные масла, имеющие соответствующую вязкость,
температуры застывания и вспышки, находящиеся вне рабочего
диапазона температур. Масла фреоновых машин не должны содержать механических примесей, воды, водо-растворимых щелочей и кислот, а также не должны вступать в химическую реакцию
с хладоном.
Для смазывания компрессоров применяют следующие марки
масел:
работающих на К12 — минеральные
холодильные
ХФ-12-18, ХФ-12-16 и ХМ-35 (см. табл. 20), работающих на К22
при ^0 до —40°С — минеральное ХФ-22-24, а также синтетические ХФ-22с-16 и ХС-40, винтовых, работающих на К22 — холодильное аммиачное ХА-30 с пониженной вязкостью для уменьшения трения роторов.
Масла ХМ-35 и ХС-40 благодаря большой вязкости и большому поверхностному натяжению имеют лучшие противозадирные и
противоизносные свойства, чем масла ХФ-12-18, ХФ-12-16 и др.
Уклон2:100
216

219.

Т а б л и ц а 20
Основные свойства смазочных масел
Марка масла
ХФ-12-18
ХФ-12-16
ХМ-35
ХФ-22-24
ХФ-22С-16
ХС-40
ХА-30
ГОСТ, ТУ
ГОСТ 5546—66
ГОСТ 5546—66
ГОСТ 5546—66
ГОСТ 5546—66
ТУ 38-40151—73
ГОСТ 5546—66
Температура, "С
Кислотное чисмагическая2 при ло, мг КОН на вспышки в застыва50°С, мм /с 1 г масла, не открытом
ния
более
тигле
18,0
16,0
34,0
25,0
16,0
42,0
28—32
0,03
0,03
0,03
0,05
0,35
0,011
0,07
160
160
180
125
225
240
185
—40
—40
—35
-55
—58
—48
—38
Они практически не воздействуют на обмотки встроенных
электродвигателей и резиновые детали. Масло ХМ-35 хорошо растворяется в хладоне-12. Это качество, а также высокая вспениваемость способствуют хорошему возврату его из испарителя в
картер компрессора. Масла ХМ-35 и ХС-40 ограниченно растворяются в хладоне-22.
Для предохранения от влаги, содержащейся в воздухе, масло
должно храниться в герметической таре.
В связи с высокими требованиями, предъявляемыми /к чистоте
смазочного масла, на его пути в масляной магистрали устанавливаются два фильтра. Масло засасывается насосом из картера через фильтр грубой очистки, представляющий собой мелкую сетку
(150—300 отверстий на 1 ом2), нагнетается в щелевой фильтр
тонкой очистки, имеющий между стальными пластинами щели шириной 0,05—0,1 мм. Далее очищенное масло подается по магистрали к трущимся парам. Конструкция фильтра может позволять
очистить его во время работы компрессора.
39. ВЛАГА И ВОЗДУХ В СИСТЕМЕ ХЛАДОНА И ИХ УДАЛЕНИЕ
В л а г а попадает в систему холодильного агента при недостаточном осушении системы после монтажа, при неполном удалении
влажного воздуха из отдельных участков системы, механизмов и
аппаратов после их ремонта, при зарядке системы хладоном и
маслом или добавлении их в систему, при работе установки на
вакууме.
Хладоны очень ограниченно растворяют воду (см. табл. 1 в
§ 3). Оказавшаяся в системе влага циркулирует вместе с хладоном и, оставаясь в свободном состоянии, сохраняет все свои физические свойства, в том числе способность замерзать при отрицательных температурах. Поэтому при дросселировании агента, сопровождающемся резким понижением температуры, образуются
ледовые пробки, частично или полностью закупоривающие дрос8—5247
217

220.

сельные отверстия ТРВ. Вследствие этого значительно уменьшается или полностью прекращается поступление жидкого хладона в
испарительные батареи.
Внешними признаками наличия влаги в системе являются повышение температуры в кладовых и оттаивание инея с поверхности испарительных батарей камер с низкой температурой. Реле
кладовых не срабатывают на закрытие соленоидных вентилей.
Давление кипения понижается и значительно увеличивается перегрев всасываемого пара хладона. Перенастройка ТРВ на большее
открытие не приводит к увеличению давления кипения. Компрессор быстро отсасывает пар агента из испарительных батарей и
РИД отключается. При замерзании влаги в ТРВ в отличие от засорения его фильтра прохождение жидкого хладона возобновляется после прогрева ТРВ горячей водой. При наличии в системе значительного количества влаги возможно образование ледовых пробок и в трубах испарительных батарей.
В установках кондиционирования воздуха, работающих, как
правило, в области положительных температур кипения, внешних
признаков присутствия влаги во фреоновой системе не наблюдается. Наличие влаги в системе приводит к следующим последствиям; вода в системе вызывает коррозию металлов; ржавчина,
смываемая хладоном с поверхности трубопроводов, аппаратов и
механизмов, забивает дроссельные отверстия ТРВ. В присутствии
воды хладон вступает в химическую реакцию с медью, которая
выпадает в виде тонкого слоя на стальных 'Поверхностях деталей
и узлов компрессора (омеднение поверхности), что нарушает его
работу. Поэтому к обезвоженности фреоновых систем, включая
установки кондиционирования воздуха, предъявляются высокие
требования. В соответствии с действующими стандартами массовое содержание воды в хладоне, поставляемого химическими заводами, не должно превышать, %: 0,0006 для К12 и 0,0025 для
К22. Перед заполнением хладонам и маслом систему тщательно
вакуумируют и осушают. В процессе обслуживания холодильной
установки также принимают меры, предупреждающие проникновение влаги в систему. Влагу, проникшую в систему, удаляют с
помощью поглотителей-адсорбентов: силикагеля или цеолита.
Причем фильтр-осушитель включают в работу сразу при появлении признаков наличия влаги в системе, а выключают не ранее
4 ч после полного исчезновения этих признаков.
Сшшкагель представляет собой твердое высокопористое кри- .
сталлическое вещество. Активность (поглотительная способность),
силикагеля оценивается количеством поглощенной им влаги, выражается в процентах его массы и составляет 10—60%. Для восстановления активности насыщенного влагой силикагеля его регенерируют (осушают) одним из следующих способов: пропускают в
течение 2—3 ч через осушитель горячий воздух или азот, имеющий
температуру 190-^200°С, вакуумируют фильтр-осушитель при температуре 100-г-120°С, прокаливают силикагель в течение 4 ч в
электропечи, имеющей темлературу 140-М50°С.
218

221.

Фильтр-осушитель заполняют возможно более горячим силикагелем. В судовых холодильных установках .применяют минеральный гранулированный силикагель марки КОМ (размер зерен
1,5-=-3,5 мм) ГОСТ 3956—64. Силикагель необходимо хранить в
герметичной упаковке. В современных холодильных установках
фильтр-осушитель имеет обводной трубопровод. Включать фильтросушитель в работу следует только при необходимости. Для предупреждения попадания влаги в систему холодильного агента
фильтр-осушитель следует обязательно включать в работу при зарядке и дозарядке системы холодильного агента хладоном.
Наряду с силикагелем в .качестве адсорбента применяют синтетический цеолит. В зависимости от класса выпускаемый цеолит
имеет разные размеры каналов, почему и называется молекулярным ситом. Молекула воды имеет меньший диаметр, чем масла.
Применяемый с целью осушения в холодильных установках цеолит КаА имеет такие размеры каналов, что в кристалл могут проникнуть толыко молекулы воды, но не молекулы масла. В итоге
каналы (поры) цеолита не забиваются маслом, как это происходит с силикагелем. Цеолит обладает поглотительной способностью
примерно в 2,5 раза более, чем силикагель. С помощью цеолита
хладон-12
можно осушать до массового содержания воды (2—
3)-10~ 4 %.
Цеолит сохраняет
высокую поглощающую способность при высоких температурах, до 60°С, а следовательно, обеспечивает эффективное осушение системы при самых высоких температурах конденсации, встречающихся в практике эксплуатации
судовых холодильных установок. В судовых условиях цеолит обычно регенерации не подлежит из-за высокой температуры восстанавливающего процесса, порядка 550°С. В соответствии с Правилами технической эксплуатации на судах применяют цеолит марки
КаА со связующим (ТУ 38-1028—75). К недостаткам этого цеолита относится недостаточная механическая прочность связующего.
В процессе эксплуатации в фильтрах-осушителях он размельчается, и пыль проникает в фильтры ТРВ и забивает их. В настоящее
время на судах Северного, Новороссийского и других пароходств
успешно применяют цеолит МаА без связующего.
Цеолит поставляют в герметично закрытых бидонах (массой
27—30 кг). Применение цеолитовых фильтров-осушителей позволяет значительно сократить время и повысить качество осушения
судовых фреоновых холодильных установок. В последние годы для
нейтрализации отрицательных последствий, вызываемых наличием
влаги в системе, на судах применяют патентованное средство фирмы
«Уесот КЕР» (ФРГ) «иМегкШег» — густая прозрачная жидкость. Фирма рекомендует вводить его в систему по 4—8 г на
1 кг хладона. В практике это средство используют следующим образом: в корпус фильтра-осушителя вместо силикагеля или цеолита укладывают тампон (не слишком уплотненный) из гигроскопической ваты. Перед установкой фильтра на место вату пропитывают нужным количеством «\Уа1:егкШег». (Если не удалось избежать попадания этой жидкости на руки или другие части тела,
8*
219

222.

следует сразу же промыть кожу водой с уксусом или хотя бы
струей теплой воды.) После установки на место фильтр-осушитель продувают обычным порядком хладоном с целью удаления
воздуха. В процессе растворения влаги, содержащейся в системе,
в вате появляется белый порошок, который затем удаляют вместе с ватой.
Использовать спирт для устранения замерзания ТРВ во фреоновых установках запрещено.
Одна из тяжелых аварий фреоновых холодильных машин —
потеря агента из системы вследствие утечки его в конденсаторе,
так как в этом случае при снижении давления в системе хладона
ниже давления охлаждающей воды забортная вода начинает заполнять систему агента. Систему после устранения причины, вызвавшей аварию, просушивают, продувая ее азотом или углекислотой и неоднократно вакуумируя.
В о з д у х может оказаться в системе холодильного агента в
результате недостаточно тщательного вакуумирования ее перед
первоначальным заполнением хладоном, при вскрытии компрессоров, аппаратов, вспомогательного оборудования и отдельных участков системы для ремонта и профилактического осмотра, а также при работе установки на вакууме.
Независимо от того, в какой части установки воздух проник в
систему, он скапливается в конденсаторе, так как гидравлический
затвор в конденсаторе (или ресивере) препятствует прорыву воздуха в испарительную систему. При наличии смеси воздуха и пара хладона общее давление в конденсаторе складывается из парциального давления пара хладона р и парциального давления рв
воздуха,
Парциальное давление пара хладона зависит от температуры
забортной воды, проходящей через конденсатор, а парциальное
давление воздуха — от его количества в конденсаторе.
Таким образом, наличие в системе холодильного агента воздуха и других неконденсирующихся газов приводит к повышению
давления в конденсаторе, в результате чего холодопроизводительиость установки уменьшается, а потребляемая мощность увеличивается. Кроме того, вместе с воздухом в систему попадает влага,
которая всегда содержится в воздухе.
Внешними признаками наличия воздуха в системе являются:
повышенное давление, увеличение амплитуды колебания стрелки
манометра на стороне нагнетания компрессора, значительное повышение температуры конца сжатия в компрессоре.
Пример. ^Фактическое избыточное давление конденсации Ш2 при температуре
забортной воды ^1=20°С равно 0,66 МПа (6,7 кгс/см 2 ), а (к = 30,6°С. В соответствии с рекомендациями Правил технической эксплуатации, приведенными в табл. 18,
для указанной %1 рк должно равняться 0,62 МПа (/к = 28°С). Фактическое рк пре2
вышает нормальное на 0,04 МПа (0,4 кгс/см ). Это при достаточном расходе воды
на прокачку конденсатора и при наличии других сопровождающих признаков подтверждает наличие воздуха в системе.
220

223.

Операции по удалению воздуха из системы производят, если
разность давлений превышает 0,03—0,04 МПа (0,34-0,4 кгс/см 2 ).
Для удаления воздуха из конденсатора необходимо остановить
компрессор, закрыть клапан за конденсатором и в течение 3—
4 ч прокачивать его водой для повышения процентного содержания воздуха в паровоздушной смеси, подлежащей удалению.
Воздух выпускают, открывая воздушный клапан, устанавливаемый в верхней части конденсатора. При отсутствии этого «лапана воздух следует выпускать из верхней точки нагнетательного
трубопровода, осторожно ослабляя гайку одного из соединений
(например штуцера ВМД). Воздух выпускают до тех пор, пока
давление в конденсаторе (определяемое по манометру, установленному на нагнетательной стороне компрессора) не станет близким к рекомендуемому. Следует иметь в виду, что несмотря на кажущуюся простоту выпуск воздуха является длительной и весьма
ответственной операцией, сопровождающейся значительной потерей хладона, так как в верхней части конденсатора собирается не
чистый (Воздух, а воздухо-хладоновая смесь с большой концентрацией хладона.
Пример. При температуре хладона-12 25°С и отсутствии воздуха избыточное давление в конденсаторе равно 0,55 МПа (5,61 кгс/см2). Если в результате
накопления воздуха давление повысится на 0,1 МПа, смесь будет содержать
по объему К12 88,7°/^ воздуха 11,3%. В начале выпуска такой смеси из конденсатора непосредственно теряется на каждую единицу массы удаляемого
воздуха 27,6 единиц К12. В дальнейшем по мере снижения давления концентрация К12 в выпускаемой смеси будет увеличиваться.
Смесь рекомендуется выпускать с небольшими интервалами в
объеме, равном или превышающем объем конденсатора.
40. ОБСЛУЖИВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ, АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВ
ХОЛОДИЛЬНЫХ
УСТАНОВОК
В процессе обслуживания установки необходимо обеспечить
заданный температурно-влажностный режим охлаждения объектов, контролировать герметичность системы холодильного агента
и исключить возможность проникновения в систему воздуха
и влаги. Контроль за температурой охлаждаемых объектов (провизионных кладовых) ведут ежечасно с помощью дистанционных
термометров. Герметичность системы проверяют ежедневно по
следам масла и не реже 2 раз в неделю обмыливанием, галоидной
лампой или электронным течеискателем. Обнаруженные утечки
немедленно устраняют. Если такой возможности нет, поврежденный участок отключают во избежание полной потери хладона из
системы.
Для предотвращения возможности проникновения в систему
холодильного агента воздуха и влаги необходимо:
не допускать работы установки на вакууме;
возможно реже вскрывать систему. При необходимости вскрытия системы на стороне низкого давления работы начинать только
221

224.

после того, как температура вскрываемого участка сравняется с
температурой окружающего воздуха;
после проведения работ, связанных с вскрытием системы, вакуумировать либо продувать хладоном, либо азотом или обезвоженной углекислотой ранее вскрытую часть системы;
систему хладоном дозаряжать через осушитель;
дозарядку масла в картер компрессора производить подсасыванием масла в картер на вакуум, исключая при этом подсос воздуха.
При эксплуатации фреоновых автоматизированных установок
желательно поддерживать давление конденсации относительно постоянным. При отсутствии водорегулятора давление 'конденсации
регулируют вручную — изменением количества подаваемой на
конденсатор охлаждающей воды. Давление в магистрали охлаждающей2 воды поддерживают не более 0,15—2 МПа (1,5ч2кгс/см ).
Обслуживание компрессора. Во время работы компрессора
должен быть слышен только легкий звук, сопровождающий работу клапанов.
Температуру наружных частей компрессора определяют на
ощупь. Во фреоновых компрессорах температура картера не должна превышать температуры помещения, в котором установлен
компрессор, более чем на 25—30°С. Температура сальников и блока цилиндров нормально работающего компрессора мало отличается от температуры картера. Температура крышки цилиндра с
нагнетательной стороны близка к температуре пара хладона в
конце сжатия, с всасывающей стороны — к температуре всасывающего трубопровода перед компрессором.
Температура наружных частей компрессора зависит от режима работы холодильной установки, технического состояния компрессора и температуры смазочного масла, которая в нормально
работающем компрессоре не превышает более чем на 2—4 С температуру его наружных частей.
Дифференциальное давление масла в компрессорах, имеющих
принудительную 2 смазочную систему, должно быть 0,05-^0,15 МПа
(0,5-г-1,5 кгс/см ). В высокооборотных многоцилиндровых компрессорах, имеющих длинные масляные магистрали, это давление
должно быть выше 0,15—0,24 МПа (1,5-ь2,5 кгс/см 2 ).
Уровень масла в картере работающего компрессора поддерживается на '/2—2/з высоты смотрового стекла.
Понижение уровня масла во фреоновом компрессоре не является основанием для добавления масла в картер. Добавлять масло следует только при обнаружении утечки его из системы холодильного агента.
Уровень масла может понизиться из-за уноса его из картера
компрессора в систему холодильного агента. В этом случае необходимо возвратить масло из испарительной системы в картер
компрессора, что осуществляется временным переводом установки
на режим «влажного» хода. Для этого необходимо: перепустить
222

225.

масло из маслоотделителя в картер компрессора, увеличить
подачу хладона в испаритель за счет открытия ручного РВ, либо
перерегулировки ТРВ. Повысить давление конденсации до 0,78—
0,98 МПа (8-МО
кгс/см 2 ) при работе на К12 и И,8-И 3,7 МПа
2
(12-^-14 кгс/см ) •— на К22 за счет уменьшения подачи охлаждающей воды в конденсатор. В случае возникновения гидравлических
}даров в цилиндре компрессора необходимо немедленно прикрыть
всасывающий вентиль и вентиль подачи жидкого хладона в испаритель. Когда уровень масла в картере перестанет повышаться,
принудительный возврат масла в картер следует прекратить
Для добавления масла в картер малых компрессоров используется тройник дзухходового всасывающего вентиля компрессора
(см. рис. 101). К тройнику подсоединены мановакуумметр и РНД.
Для добавления масла необходимо до отказа открыть всасывающий вентиль (положение 3), остановить компрессор, отсоединить
РНД, подсоединить >к тройнику трубку для зарядки масла. Закрыть на '/4 оборота всасывающий вентиль (положение /) и продуть зарядную трубку избыточным давлением хладона из всасывающей полости компрессора; снова до отказа открыть всасывающий вентиль (положение 5). Конец трубки опустить в банку с
маслом.
Закрыть вентили на всасывающей магистрали компрессора,
перевести управление компрессора на ручное, включить компрессор
и создать на всасывающей стороне и в картере вакуум (остаточное давление 0,026 МПа). Затем останавливают компрессор, закрывают двухходовой всасывающий вентиль на 1'/2—2 оборота
(положение 1) и подсасывают масло в картер. Снова до отказа
открывают запорный вентиль, отсоединяют зарядную трубку и
подсоединяют трубку РНД, предварительно продув ее открытием
тройника всасывающего вентиля. Вращая шток запорного вентиля на закрытие, ставят клапан в положение /, проверяют герметичность соединений, навертывают предохранительный колпак на
корпус вентиля и включают компрессор в автоматический режим.
У средних и крупных компрессоров добавление масла осуществляют через запорный вентиль на картере компрессора. Перед
добавлением масла трубку необходимо тщательно продуть паром
хладона из картера компрессора. Затем, закрыв запорный всасывающий вентиль, включить компрессор и создать в картере небольшой вакуум. Открыв запорный вентиль на картере, подсосать
необходимое количество масла.
Если компрессор снабжен предохранительным клапаном, то открытие его регулируется при разности
давлений нагнетания и вса2
2
сывания 0,16 МПа (16 кгс/см ) для К22 и 0,1 МПа (10 кгс/см )
для Рч12. Срабатывание клапана проверяют не реже 2 раз в год
и после каждого ремонта прикрытием нагнетательного запорного
вентиля компрессора.
Увеличение температуры компрессора выше допустимой может происходить по следующим причинам: повышенный перегрев
пара, всасываемого компрессором; недостаточная плотность вса223

226.

свивающих и нагнетательных клапанов компрессора, в результате
чего часть агента переходит из нагнетательной полости во всасывающую; износ поршневых колец или заклинивание их в кепах
поршня; неправильная сборка механизма движения (наличие перекосов в шатунно-поршневой группе, неправильная установка зазоров в сопрягаемых деталях), недостаточное смазывание компрессора; загрязнение масляных фильтров, засорение маслопровода; повышенная температура конца сжатия выше установленных
величин (температура в конце сжатия агента зависит от температуры конденсации, кипения, перегрева на всасывании, а также от
•технического состояния компрессора); наличие воздуха в системе;
неисправность предохранительного клапана компрессора, перепускающего часть агента из нагнетательного трубопровода во всасывающий.
При обслуживании компрессора необходимо следить за чистотой сетчатого фильтра, установленного на всасывающей стороне
непосредственно в его корпусе. Засорение фильтра характеризуется следующим: повышением давления (до фильтра), определяемого по мановакуумметру, установленному на всасывающей стороне компрессора;
понижением давления всасывания после
фильтра (т. е. истинного давления всасывания компрессора) и
давления в картере; понижением давления нагнетания. В результате засорения фильтра производительность компрессора понижается, что может привести к повышению температуры в охлаждаемых кладовых.
Основные причины появления стуков в компрессоре следующие: увеличение зазора в мотылевом и головном подшипниках
вследствие износа трущихся поверхностей, поломки колец и клапанов и их попадания в цилиндр, поломка подшипников качения
и др. При появлении стуков следует выявить их причины и устранить при первой возможности. При сильных стуках или гидравлических ударах, вызванных попаданием в цилиндр жидкого агента
или масла, компрессор должен быть немедленно остановлен для
устранения причин.
Обслуживание конденсатора и испарителя. Особое внимание
при эксплуатации конденсаторов необходимо уделять их герметичности. Ежедневно проверять герметичность наружных частей
конденсатора, фланцевых и штуцерных соединений, запорной арматуры и предохранительных клапанов.
Герметичность теплообменных трубок и трубных решеток необходимо проверять не реже 1 раза в месяц. Для проверки спускают воду из водяной полости конденсатора и вводят в нее конец гибкого шланга галоидной лампы или щуп течеискателя. При
обнаружении утечки спускают воду, снимают боковые крыигш
конденсатора и проверяют герметичность трубной решетки, каждой трубки, ее крепление в трубной решетке. Утечки холодильного агента в конденсаторе можно определить по звуку, издаваемому выходящим хладоном, а также путем обмыливания тщательно
очищенной поверхности трубных решеток. После проверки труб224

227.

ных решеток обмыливают каждую трубку. Чтобы в проверяемой
трубке не было движения воздуха, ее с одной стороны закрывают
резиновой заглушкой. Если мыльная пена не разрывается в течение минуты, трубка считается плотной. При обнаружении неплотности конденсатора хладон из него следует перекачать в другие
конденсаторы или баллоны и только после этого устранять утечки.
При работе установки необходимо стремиться поддерживать
минимально возможный уровень жидкого хладона в конденсаторе. Повышение уровня жидкости в нем исключает из теплообмена часть нижних трубок, что может привести к повышению
давления конденсации. Конденсатор загрязняется минеральными
отложениями в виде накипи (водяной камень), биологическими,
механическими загрязнениями (ил, песок и т. п.) и ржавчиной. Поэтому не реже 1 раза в бмес, а также при повышении температуры
конденсации на 3—4°С выше приведенных в табл. 18 и 19 следует снимать жрышки и очищать внутреннюю поверхность теплообменных трубок, трубные решетки и крышки от загрязнений. Трубки конденсаторов от минеральных отложений очищают двумя
способами: механическим и химическим.
При механическом способе трубки очищают специальными шарошками, вводимыми в трубки с помощью гибкого вала, приводимого во вращение электродвигателем или сжатым воздухом. Затем трубки продувают сжатым воздухом давлением около
0,6 МПа (6 кгс/см 2 ).
Если внутренняя поверхность столь загрязнена, что механическая очистка не дает положительных результатов, ее очищают
6—10%-ным раствором соляной кислоты. Для уменьшения коррозийного воздействия кислоты в нее добавляют ингибитор — уротропин (0,17%). Раствор приготовляют в специальном баке и подают в 'конденсатор насосом. Из конденсатора раствор должен
опять стекать в бак. Раствор должен циркулировать примерно в
течение 1 ч. После растворения накипи трубки тщательно промывают забортной водой для удаления загрязнений и остатков раствора.
При работе с кислотой необходимо строго соблюдать правила
техники безопасности. Внутреннюю поверхность конденсаторов
очищают от масла, продувая их сжатым воздухом. Можно использовать котельный пар невысокого давления с последующим
продуванием конденсатора воздухом, а лучше — агентом для удаления влаги. Одновременно с очисткой рабочих поверхностей конденсаторов проверяют состояние протекторов, разъеденные и изношенные заменяют.
Кожухотрубные испарители проверяют на герметичность так
же, как и конденсаторы. Испарители для охлаждения воздуха
проверяют на герметичность сразу же после оттаивания снеговой
«шубы». Перед этим тщательно проветривают помещение, затем
убеждаются в отсутствии следов масла на штуцерных соединениях. Обнаруженные незначительные утечки хладона в соединениях
испарительной системы можно устранять под давлением.
225

228.

В рассольных системах охлаждения концентрацию рассола
проверяют не реже 2 раз в неделю. После остановки рассольного
насоса работа компрессора недопустима во избежание замерзания рассола в испарителе.
В связи с тем, что рассолы являются агрессивной средой, вызывающей коррозию поверхности испарителя, необходимо своевременно заменять изношенные протекторы.
Предохранительные клапаны конденсаторов и ресиверов настраивают на открытие при давлениях 1,4 МПа (14 кгс/см 2 ) для
К12 и 2,1 МПа (21 «гс/см2) для 'К22, предохранительные клапаны кожухотрубных испарителей
— при давлениях соответственно
1,05 МПа (10,5 кгс/см 2 ) и 1,6 МПа (16 кгс/см 2 ). Клапаны проверяют каждые четыре года, начиная со второго года постройки
установки, на специальном стенде инертным газом. После подрыва клапан должен полностью прекратить выпуск газа при снижении давления не более чем на 15%.
Обслуживание маслоотделителей, фильтров и запорной арматуры. Обслуживание маслоотделителя сводится к систематической
проверке герметичности его соединений и постоянному .контролю
за его работой по смотровому стеклу, установленному на трубопроводе, по которому масло возвращается в картер компрессора.
Наиболее часто встречаются следующие неисправности маслоотделителя:
засорение отверстия седла игольчатого клапана. При этом в
смотровом стекле наблюдаются разрывы масляной струи. Через
некоторое время возврат масла в картер компрессора может полностью прекратиться;
неплотность 'между игольчатым клапаном и седлом. При этом
все масло, находящееся в маслоотделителе, перетечет в картер
компрессора, отсутствие масляного затвора приведет к тому, что
по трубопроводу, по которому масло возвращается в картер, начнет непрерывно поступать смесь пара хладона и масла. В смотровом стекле будет непрерывно наблюдаться белая пена. При нормальной же работе маслоотделителя белая пена в стекле будет
наблюдаться периодически.
Прекращение возврата масла в картер приводит к выходу
компрессора из строя, а попадание в картер пара хладон