Монтаж холодильных установок

Агрегаты и аппараты

Вначале рассмотрим ряд принципиальных схем, позволяющих показать холодильную установку в целом. Холодильная установка состоит из ряда обязательных элементов, таких как: компрессор, испаритель, конденсатор и дроссолирующий орган (терморегулирующий вентиль ТРВ). Затем при более сложных схемах могут появляться насосы для холодильного агента (при насосной схеме), насосы для воды (при использовании градирни, испарительного конденсатора, охлаждаемого водой конденсатора или маслоохладителя), экономайзеры, драйкулеры и т. д.

На рис. 2.1 представлена принципиальная схема фреоновой холодильной установки, где показаны ее основные элементы. Для удобства восприятия условные обозначения агрегатов и аппаратов заменены фотографиями, вспомогательные процессы и часть приборов автоматизации не показаны.

На схеме показаны два винтовых компрессора, которые осуществляют сжатие и нагнетание паров холодильного агента в конденсатор. Они оборудованы манометрами, показывающими давление всасывания и давление нагнетания, и реле давления, защищающим компрессор от падения давления всасывания и превышения давления нагнетания. На схеме показаны винтовые компрессоры. Все поршневые компрессоры, кроме герметичных и ряда полугерметичных моделей, комплектуются реле контроля смазки. Это реле контролирует работу насоса для масла, которым осуществляется смазка компрессора, при недостаточном напоре масла реле отключает компрессор. Так как компрессоры работают параллельно, каждый компрессор снабжен обратным клапаном, он предназначен для того, чтобы при работе только одним компрессором через рабочие полости второго не происходило передавливания на сторону всасывания паров холодильного агента.

На нагнетательном трубопроводе, после компрессора, перед конденсатором устанавливают маслоотделитель. На большинстве современных винтовых компрессоров маслоотделитель уже встроен в корпус, но, как правило, устанавливают дополнительный общий маслоотделитель. Он позволяет предотвратить попадание масла в испарительную систему, откуда масло сложно вернуть.

Для того чтобы охладить масло от высокой температуры, до которой оно нагрелось при контакте с парами холодильного агента и частями компрессора, используют маслоохладитель. На схеме показано наиболее простое и распространенное решение с использованием драйкулера в качестве маслоохладителя. Масло подается в теплообменник с вентиляторами, где и охлаждается, однако данная схема имеет ряд недостатков. Используют также схемы с промежуточным хладоносителем, водяным масоохладителем и термосифонным охладителем масла.

Конденсатор на схеме показан воздушного охлаждения, применять кожухотрубные конденсаторы для фреоновых холодильных установок настоятельно не рекомендуется. В конденсаторе при помощи вентиляторов происходит конденсация паров холодильного агента, нагнетаемых компрессором. Работа вентиляторов конденсатора, как правило, регулируется с помощью реле давления, установленного на нагнетательном трубопроводе, или специального контроллера.

Сконденсированный в конденсаторе холодильный агент собирается в ресивере. Так как в зимнее время температура в конденсаторе может быть значительно ниже, чем в ресивере, обычно устанавливаемом рядом с компрессором в отапливаемом машинном отделении, необходимо предусматривать регулятор давления конденсации. Этот прибор, производимый фирмой «Danfoss», обычно называют маркой из каталога KVR. Он не позволяет холодильному агенту перетечь в зимнее время из более теплого ресивера в более холодный конденсатор, тем самым создавая сложности при пуске. KVR обязательно комплектуется обратным клапаном марки NRD, выпускаемым специально для этого регулятора давления.

Из ресивера холодильный агент поступает к фильтру-осушителю, где агент при помощи вставки осушается, очищается от механических примесей, фильтруется от кислотных примесей. После фильтра установлен смотровой глазок, при недостатке холодильного агента в нем просматриваются пузыри. В глазке встроен индикатор влаги: зеленый цвет — влага отсутствует, желтый — в системе присутствует влага, необходимо менять фильтр-осушитель.

Для увеличения холодильной мощности применяют экономайзер, как правило, это пластинчатый теплообменник (рис. 2.1), однако встречаются кожухотрубные. Часть жидкости отбирается из общей жидкостной линии и через соленоидный вентиль и терморегулирующий вентиль (ТРВ) подается в экономайзер. Выкипающий холодильный агент охлаждает основной поток холодильного агента и в виде пара подается через фильтр в компрессор. Так как при этом объемная производительность компрессора увеличивается, то увеличивается холодильная мощность. На схеме показан механический ТРВ, однако для этих целей может устанавливаться электронный ТРВ.

Охлажденный основной поток поступает через отсечной соленоидный клапан к основному ТРВ. Отсечной клапан необходим для того, чтобы при остановках холодильной установки разделять стороны высокого и низкого давления. На схеме показан электронный ТРВ, получающий все большее распространение как в крупных, так и в малых холодильных установках. В терморегулирующем вентиле происходит дросселирование холодильного агента.

Из ТРВ холодильный агент поступает в испаритель, на данной схеме это воздухоохладитель. В испарителе холодильный агент кипит и охлаждает воздух холодильной камеры. Вентиляторы воздухоохладителя обеспечивают циркуляцию воздуха в камере и продув отепленного воздуха через теплообменный блок воздухоохладителя. Работой воздухоохладителя и компрессоров на данной схеме управляет основной контроллер, по температуре — в холодильной камере. На фотографии контроллера показан термодатчик, закрепляемый в холодильной камере. Воздухоохладители и конденсаторы, особенно при протяженных трубопроводах, следует оснащать запорными вентилями, чтобы при аварийных ситуациях иметь возможность отсечь блок холодильной установки, сохранив тем самым холодильный агент и возможность замены поврежденного элемента без остановки всей установки.

Из испарительной системы холодильный агент всасывается компрессором, и холодильный цикл повторяется. В кратком изложении так работает наиболее просто устроенная фреоновая холодильная установка.

На рис. 2.2 показана принципиальная схема аммиачной холодильной установки. Крупные фреоновые холодильные установки строятся по аналогичному принципу, однако схема насосной подачи холодильного агента, представленная на рис. 2.2, для фреоновых установок не характерна. Для того чтобы показать наибольшее число элементов, в схеме представлены градирня, охлаждающая маслоохладитель, испарительный конденсатор с вынесенным насосом, схема насосная с промежуточным хладоносителем, с пластинчатым испарителем и воздухоохладителем. Как правило, схемы холодильных установок менее сложны, однако холодильные установки на несколько температур кипения с большим числом разнообразных потребителей гораздо более усложнены. Для удобства восприятия на схеме, приведенной на рис. 2.2, не показаны вспомогательные процессы и аппараты.

Компрессорный агрегат сжимает холодильный агент и нагнетает его в конденсатор. В отличие от малых фреоновых установок здесь применяется именно компрессорный агрегат, включающий в себя компрессор, встроенный маслоотделитель, маслоохладитель, насос для масла, экономайзер, щит управления. Контроллер на щите отображает данные от датчиков давления, установленных на всасывающем и нагнетательном трубопроводе, производит управление разгрузочным и регулирующим производительность поршнями и управляет системой смазки и др. Экономайзер поставляется опционально, подключается аналогично показанному на рис. 2.1, бывает как кожухотрубным, так и пластинчатым. Маслоохладитель рекомендуется всегда устраивать с термосифонным охлаждением, когда часть холодильного агента из линейного или специального термосифонного ресивера отбирается и подается в маслоохладитель компрессорного агрегата. В данном случае показана нередко применяемая схема с охлаждаемым водой маслоохладителем, вода при этом охлаждается в градирне, что влечет за собой трудности в эксплуатации градирни в зимнее время, зарастание маслоохладителя водяным камнем и т. д. Компрессорные агрегаты, как правило, оборудованы запорными вентилями и обратными клапанами на всасывании и нагнетании, фильтром на всасывании. Дополнительный обратный клапан на нагнетательной линии устанавливать в таком случае нет необходимости при работе двух и более компрессорных агрегатов на один нагнетательный коллектор.

Градирня применяется для охлаждения воды, в данном случае для маслоохладителя, чаще для кожухотрубных конденсаторов и технологических аппаратов. Насос в данном случае показан вынесенным. Градирни могут поставляться со встроенным насосом.

Конденсатор показан испарительный, с подачей насосом воды на форсунки. Насос также показан выносной. Поставляются конденсаторы со встроенными насосами. На нагнетательном трубопроводе показан пилотный регулятор давления, выполняющий функции регулирования давления конденсации в зимнее время (аналог KVR + NRD). Сконденсированный холодильный агент из конденсатора попадает в линейный ресивер. Из линейного ресивера холодильный агент поступает в циркуляционный ресивер.

Перед входом в циркуляционный ресивер холодильный агент дросселируется в регулирующем клапане до температуры кипения. Показан электронный дросселирующий клапан, он, как правило, дублируется ручным регулирующим вентилем. Из циркуляционного ресивера холодильный агент с необходимой температурой по стояку забирается насосом и подается в испарительную систему.

Для наглядности приведены два типа испарителей, работающих на одну температуру кипения. Холодильный агент, подаваемый в воздухоохладитель, испаряется и в виде пара или парожидкостной смеси возвращается в циркуляционный ресивер.

Холодильный агент, подаваемый в пластинчатый испаритель, охлаждает промежуточный хладоноситель. Редко для тех же целей в аммиачных установках применяется кожу-хотрубный испаритель, для фреоновых холодильных установок кожухотрубные испарители более распространены. Холодильный агент выкипает в испарителе, охлаждает хладоноситель и поступает в виде пара в циркуляционный ресивер. Хладоноситель прокачивается насосом через испаритель и подается на потребитель, например на технологический аппарат или охлаждаемый хладоносителем воздухоохладитель.

Пары холодильного агента из циркуляционного ресивера всасываются компрессорным агрегатом. Нередко на всасывающей магистрали применяют отделитель жидкости. Холодильный цикл повторяется.

Такой в кратком изложении является довольно простая принципиальная схема аммиачной и крупной фреоновой холодильной установки. Как правило, холодильные схемы на несколько температур кипения, с большим числом разнообразных потребителей, автоматизацией всех вспомогательных процессов сложнее.

Монтаж компрессорных агрегатов и различной теплообменной аппаратуры независимо от размеров и конструкции имеет ряд общих положений и некоторые особенности, которые будут изложены в следующих разделах.

Для аммиачных холодильных предприятий существуют правила по расположению оборудования, которых следует по возможности придерживаться и при монтаже фреонового оборудования. Главный проход для обслуживания оборудования не менее 1,5 м, между выступающими частями оборудования — не менее 1 м при мощности электродвигателя до 55 кВт и 1,5 м — при мощности более 55 кВт. От оборудования до колонн расстояние должно быть не менее 0,7 м, до стен — не менее 1 м. Так же следует учитывать необходимость демонтажа элементов холодильной установки. Полугерметичные и герметичные компрессоры должны иметь возможность демонтажа для ремонта или замены, ТЭНы обогрева картера не должны закрываться элементами рамы или другими препятствиями.

Электродвигатели крупных компрессорных и насосных агрегатов имеют большую массу, и следует учитывать подъезд погрузчиков или перемещения кран-балки. Конденсаторы воздушного охлаждения и испарительные конденсаторы, градирни запрещено устанавливать в нишах и под навесами, которые препятствуют циркуляции воздуха; выбросы пыли и расположение поблизости вытяжек с горячим воздухом недопустимы. Воздухоохладители не следует располагать без рекомендованного производителем отступа от стены.

Все трубопроводы должны быть жестко закреплены, особенно это относится к нагнетательным трубопроводам, не должны располагаться вблизи друг друга, тем более соприкасаться, так как в течение времени от трения произойдет утечка. Все импульсные и капиллярные трубки должны монтироваться с компенсационными кольцами, не должны соприкасаться с другим оборудованием либо должны закрепляться к нему хомутами с мягкой прокладкой, стойкой к истиранию. Щит управления не следует закреплять к раме агрегата, так как со временем от вибрации гайки, закрепляющие шины, ослабляются, в щите выпадают закрепляющие винты и может произойти авария.

При паечных, сварочных работах, резке металла газом и абразивным кругом необходимо учитывать, что искры, брызги металла и пламя горелки и резака могут повредить приборы автоматизации, имеющие пластиковый корпус, и жидкокристаллические мониторы. Перед работами все повреждаемые элементы следует закрыть экранами или демонтировать. Запорная арматура должна иметь возможность свободного доступа к маховикам и рукоятям, повороту рукоятей и отвинчиванию колпачков ничто не должно мешать. Следует при прокладке трубопроводов учитывать необходимое пространство для фланцев и тепловой изоляции.

← Назад    |    Оглавление    |    Вперед →