Компрессоры, теплообменные аппараты и оборудование холодильных установок
Компрессоры холодильных установок служат для отсасывания пароагента из испарителя, для сжатия и нагнетания его в конденсатор.
На рис. 38 показан вертикальный двухцилиндровый компрессор ФВ-12 (Ф — фреоновый, В — вертикальный). В блоке картера 18 запрессованы втулки 16 цилиндров. На цилиндрах и верхней крышке 13 имеются охлаждающие ребра 14. Коленчатый вал снабжен противовесами 17 и опирается на два шариковых подшипника, один из которых запрессован в картере, а второй в корпусе 23 подшипника. Поршни 8 имеют уплотнительчые 9 и маслосъемные 7 кольца. Поршневые пальцы пустотелые, плавающие, от продольного смещения удерживаются кольцевыми пружинами, вставленными в выточки бобышек поршня. Шатуны выполнены с разъемной нижней и неразъемной верхней головками. В нижние головки вставлены вкладыши, залитые баббитом. Всасывающие клапаны 10 расположены в днище поршня, а нагнетательные 12—на клапанной плите 11.
Рис. 38. Компрессор ФВ-12.
При работе компрессора пар фреона засасывается из испарителя через всасывающий вентиль компрессора, проходит через сетчатый фильтр, помещенный в корпусе блока цилиндров, и через отверстия 15 в цилиндровых втулках поступает в пространство под днищем поршня. При движении поршня вниз пары фреона через всасывающие клапаны 10 перепускаются в рабочую полость цилиндра, а при движении поршня вверх сжимаются. Затем через нагнетательные клапаны 12 и нагнетательный вентиль они выталкиваются в конденсатор.
Смазка компрессора принудительная. Шестеренный масляный насос 4 установлен в проставке 24, закрывается крышкой 25 и навешен на коленчатый вал компрессора. Он забирает масло из картера через приемный фильтр 1, подает в полость 3 и далее по отверстию коленчатого вала — к подшипникам кривошипа. Смазка верхних головок шатунов осуществляется разбрызгиванием. Одновременно от масляного насоса 4 по наружной трубе масло подается через отверстие 19 в корпусе 22 сальника. В сальнике 20, который закрывается крышкой 21, давление контролируется манометром 6, снабженным запорным клапаном 5. Для спуска масла из картера имеется вентиль 2. Масло, захваченное агентом испарителя, стекает в картер.
Всасывающие клапаны (рис. 39) компрессора представляют собой ленточные пластины 1, расположенные между седлом 2 и направляющей розеткой 3. Число лент равно числу рядов сквозных отверстий 5. Каждая лента полностью перекрывает свой ряд отверстий. При ходе поршня вниз под действием разности давлений и сил инерции ленточные пластины 1 прогибаются вверх в сферических прорезях 4 розетки 3, и пары фреона поступают в рабочую полость цилиндра в направлении, показанном стрелками. При ходе поршня вверх под действием разности давлений и сил инерции пластины опускаются на седло 2, плотно закрывая проходные отверстия 5. Нагнетательные клапаны выполнены круглыми, стальные пластины нагружены легкой пружиной. При ходе поршня вверх (под действием давления из цилиндра) пластины поднимаются, сжимая пружину и пропуская пары агента из полости цилиндра через отверстия в клапанной решетке в полость нагнетания. При обратном ходе поршня пластины опускаются на свои седла под действием разности давлений и усилия пружины. Седлами нагнетательных клапанов служат кольцевые пояски на клапанной решетке.
Рис. 39. Ленточные всасывающие клапаны.
Сальник с графитометаллическими кольцами и масляным затвором показан на рис. 40. Стальные кольца 1 укреплены в корпусе и крышке сальника. Вместе с валом компрессора вращаются резиновые кольца 6 и плотно надетые на них обоймы 4 с запрессованными в них графитными кольцами 5. Пружина 7 распирает обоймы 4, прижимая вращающиеся кольца 5 к неподвижным стальным кольцам 1. Рабочие поверхности колец тщательно притерты по плите. Масло, подаваемое насосом через отверстие 3, смазывает трущиеся части и создает масляный затвор, увеличивающий герметичность сальника. Избыток масла по каналу 2 стекает в картер.
Рис. 40. Сальник с графитометаллическими кольцами и масляным затвором.
В состав холодильной установки кроме компрессоров входят конденсаторы, испарители, маслоохладители, осушители, фильтры и теплообменники. В конденсаторах холодильной установки происходит передача теплоты от холодильного агента забортной воде или воздуху. Соответственно различают конденсаторы с водяным и воздушным охлаждением.
Холодильный агент, поступающий в конденсатор в состоянии перегретого пара, в результате отдачи теплоты забортной воде (воздуху) охлаждается до состояния сухого насыщенного пара и затем конденсируется. В некоторых конденсаторах предусматривается также переохлаждение жидкого холодильного агента. Наибольшее распространение на морских судах получили кожухотрубные конденсаторы. Такой конденсатор состоит из стального круглого корпуса, к которому приварены с двух сторон трубные доски с отверстиями для трубок; в отверстия устанавливают трубки, концы которых развальцовывают (либо приваривают) в трубных досках. На корпусе закреплены крышки с перегородками, которые изменяют направление воды, протекающей по трубкам, что улучшает условия охлаждения паров фреона. Конденсатор снабжен предохранительным клапаном.
Применяют также кожухозмеевиковые конденсаторы. Вода в них прокачивается по змеевику, расположенному в корпусе;
оба конца змеевика укреплены в одной трубной доске. Такая батарея вводится внутрь корпуса, и корпус закрывается крышкой.
Для охлаждения рассола (воды) в судовых холодильных установках применяют испарители. Значительное распространение на судах получили испарители ИРСН-12,5 (испаритель ребристый сухой настенный), у которых наружная поверхность охлаждения (с учетом ребер) составляет 12,5 м2 (рис. 41). Жидкий фреон после регулирующего вентиля поступает в испаритель через верхний штуцер, пары фреона отсасываются компрессором через нижний штуцер. В испарителях с верхней подачей жидкого фреона отсутствует ярко выраженный уровень жидкости, поэтому они называются сухими. Испаритель состоит из 12 медных труб диаметром 18 мм, соединенных таким образом, что фреон, поступивший в испаритель, проходит последовательно через все трубы. Для увеличения поверхности испарителя на теплообменные трубки надеты с интервалом 12,5 мм латунные ребра толщиной 0,4 мм.
Рис. 41. Испаритель ИРСН-12,5.
Маслоотделитель служит для отделения частиц масла, увлекаемого хладагентом из компрессора. Его устанавливают на нагнетательной линии перед конденсатором.
Осушитель применяют во фреоновых холодильных установках для осушения хладагента от влаги, чтобы предотвратить возможность образования ледяных пробок в ТРВ при понижении температуры хладагента.
Фильтры предназначены для улавливания механических примесей и грязи из циркуляционного хладагента. Фильтрующим элементом служит мелкая латунная сетка или прокладочное сукно.
Теплообменник применяют для переохлаждения жидкого хладагента и увеличения перенагрева паров, всасываемых компрессором. Это увеличивает экономичность установки и обеспечивает сухой ход компрессора.
Вопросы для повторения
1. Расскажите о назначении холодильных установок на судне.
2. Какие вещества применяются в качестве хладагентов? Каковы требования к ним?
3. Как работает фреоновая установка?
4. Как работает абсорбционная холодильная установка?