Типы холодильных установок

В воздушных холодильных установках воздух является промежуточным хладоносителем. Такая установка обеспечивает интенсивное движение воздуха в рефрижераторных трюмах. Воздух, воспринявший теплоту охлаждаемого трюма, всасывается электровентилятором и прокачивается через воздухоохладитель, установленный в выгородке трюма. Отдав теплоту холодильному агенту, кипящему в змеевиковом испарителе (или рассолу), воздух охлаждается и вновь нагнетается непосредственно в охлаждаемый трюм.

Фреоновая холодильная установка включает в себя: компрессор, конденсатор, испаритель, расширитель, терморегулирующие вентили (ТРВ), реле давления (РД), термостаты и другие приборы автоматики.

На рис. 36 дана схема фреоновой автоматизированной установки. При работе установки компрессор 3 сжимает газообразный фреон до давления 400—800 кН/м2 (4—8 кгс/см2) и нагнетает его через запорный клапан и маслоохладитель 2 в конденсатор 1, где фреон превращается в жидкость, охлаждаясь циркулирующей внутри труб забортной водой. Из конденсатора жидкий фреон, пройдя теплообменный аппарат 4, фильтр-осушитель 5 и соленоидный клапан 9, подается в терморегулирующий вентиль, с помощью которого регулируется количество жидкого фреона, поступающего в испарительные батареи 6. Кроме того, в ТРВ происходит дросселирование жидкого фреона, вследствие чего давление фреона снижается до 30— 100 кН/м2 (0,03—1,0 кгс/см2) и он начинает кипеть, образуя парожидкостную смесь. Протекая по трубам испарительных батарей 6, парожидкостная фреоновая смесь кипит, превращаясь в газ, и при этом интенсивно отбирает теплоту от воздуха и хранящихся в холодильных камерах 8 продуктов. Газообразный фреон, отсасываемый из испарительных батарей компрессором, проходит через теплообменный аппарат, где отдает часть теплоты жидкому фреону, поступает в компрессор, сжимается в нем, и цикл повторяется. Температура цикла контролируется с помощью прибора 7. Соленоидный клапан 9 является автоматически действующим запорным органом с электрическим дистанционным управлением.

схема фреоновой автоматизированной установки
Рис. 36. Схема фреоновой автоматизированной установки.

Аммиачные холодильные установки применяют на транспортных, рефрижераторных и морозильных судах, когда требуются большие холодопроизводительности и температуры до — 180° С (93 К) в трюмах и до —40° С (233 К) в специальных холодильных камерах. Принцип получения холода в этих установках в основном такой же, как во фреоновых.

В абсорбционных холодильных установках рабочими телами холодильных машин являются бинарные (двухкомпонентные) растворы. Один из компонентов является собственно холодильным агентом, а другой — абсорбентом (поглотителем). Компоненты раствора подбирают таким образом, чтобы температура кипения холодильного агента при одном и том же давлении была значительно ниже температуры кипения абсорбента. Рабочими телами судовых абсорбционных холодильных установок могут быть водоаммиачный раствор и раствор бромистого лития. В качестве холодильного агента водоаммиачных установок применяется аммиак, поэтому они могут работать в области минусовых и плюсовых температур. Бромистолитиевые машины, в которых холодильным агентом является вода, работают в области плюсовых температур и применяются только для системы кондиционирования воздуха.

На рис. 37 дана простейшая схема абсорбционной холодильной машины. В кипятильнике-генераторе 4 крепкий водоаммиачный раствор кипит при давлении конденсации за счет подвода теплоты Qh. Аммиак, имеющий более низкую температуру кипения, чем вода, выпаривается из раствора. Слабый раствор, образовавшийся в результате выпаривания аммиака из крепкого раствора, возвращается через вентиль 3 в абсорбер 2. Пары аммиака поступают в конденсатор 5, где, отдавая теплоту QK забортной воде, конденсируются.

схема абсорбционной холодильной  установки
Рис. 37. Простейшая схема абсорбционной холодильной установки.

Жидкий аммиак при давлении конденсации поступает к регулирующему вентилю 6, в котором происходит процесс дросселирования (мятия). После регулирующего вентиля аммиак при давлении и температуре кипения поступает в испаритель 7, где кипит, отнимая теплоту Qo от охлаждаемого объекта. Пары аммиака, образовавшиеся в испарителе, направляются в абсорбер 2, в котором поглощаются (абсорбируются) при давлении кипения слабым раствором, поступающим из генератора 4 через регулирующий вентиль 3. В результате поглощения аммиака концентрация слабого раствора повышается.

Процесс абсорбции (поглощения) сопровождается выделением теплоты Qa, которая отводится забортной водой. Крепкий водоаммиачный раствор поступает к насосу 1, в котором сжимается от давления кипения до давления конденсации и перекачивается в капятильник-генератор 4. Холодильный агент циркулирует по контуру: генератор 4, конденсатор 5, регулирующий вентиль 6, испаритель 7, абсорбер 2 и генератор 4. Контур циркуляции абсорбента: абсорбер 2, насос 1, генератор 4, регулирующий вентиль 3, абсорбер 2.

Применение абсорбционных холодильных установок на судах бывает энергетически целесообразно в связи с тем, что для их работы могут быть использованы отходы теплоты от главной энергетической установки или пар низкого давления от механизмов.