Účel

Chladicí jednotky na propan zemní plyn jsou navrženy tak, aby současně poskytovaly požadované parametry rosného bodu pro vodu a uhlovodíky kondenzací vody a uhlovodíkových frakcí (HC) při nízké teploty ah (až do mínus 30 0 С). Zdrojem chladu je externí propanový chladicí cyklus.

Hlavní výhodou takových zařízení je nízká tlaková ztráta vstupního proudu (není nutné škrcení proudu zemního plynu) a možnost extrakce produkční frakce C3+.

Aby se zabránilo tvorbě hydrátu, používá se injekce inhibitoru: ethylenglykolu (pro teploty ne nižší než -35 0 С) a methanolu (pro teploty do -60 0 С).

Hlavní výhody

Spolehlivost

• Kontinuální proces založený na kondenzaci vody a uhlovodíkových frakcí v přítomnosti hydrátového inhibitoru.
• Žádné cyklické výkyvy.
• Plášťový a trubkový výměník tepla plyn-plyn s nízkým teplotním rozdílem.
• Provozní faktor motoru chladicího kompresoru je 110 %.
• Automatický systém udržování tlaku v přijímači při provozu v chladném klimatu.
• Elektrický ohřev kolektoru inhibitoru v třífázovém separátoru.

Účinnost

• Separátor za studena s účinnými koalescery a dlouhou dobou zdržení.
• Výměník tepla plyn-propan (chiller) se svazkem ponořených trubek.

Možné možnosti

• Ekonomizér chladicího cyklu (standardně pro systémy nad 150 kW a vypařovací teploty pod minus 10 0 С).
• vstupní oddělovač.
• Výměník tepla plyn-kapalina (umožňuje snížit spotřebu energie kompresoru).

Technologický systém

Proud zemního plynu nasycený vlhkostí je přiváděn do vstupního separátoru (1), ve kterém jsou z proudu odstraňovány volné vody a uhlovodíkové frakce. Plynná frakce se posílá do výměníku tepla plyn-plyn (2) k předchlazení proudem suchého stripovaného plynu ze studeného separátoru. Aby se zabránilo tvorbě hydrátu ve výměníku tepla, jsou k dispozici trysky pro vstřikování inhibitoru (methanol nebo ethylenglykol).

Rýže. 3 Schematické schéma zařízení na chlazení propanu

Po předchlazení v tepelném výměníku plyn-plyn je proud přiváděn do tepelného výměníku plyn-propan (chilleru) (4), ve kterém je průtoková teplota snížena na předem stanovenou hodnotu výměnou tepla s proudem vroucího propanu. Vstupní proud je umístěn ve svazku trubek, který je zase ponořen do objemu chladiva.

Směs pára-kapalina vzniklá ochlazením vstupuje k separaci do nízkoteplotního třífázového separátoru (5), kde je rozdělena na proudy stripovaného plynu, kondenzátu a vodou nasyceného inhibitoru tvorby hydrátů.

Suchý stripovaný plyn (DSG) je přiváděn protiproudým způsobem do výměníku tepla plyn-plyn (2) a poté vypouštěn mimo zařízení.

Kapalné frakce jsou odváděny nezávislými automatickými regulátory hladiny do příslušných linek.

Související články

Snadné zpracování plynu

Jedním z našich hlavních úkolů je bojovat s mýtem, že zpracování plynu je obtížné, časově náročné a drahé. Překvapivě projekty, které se v USA realizují za 10 měsíců, trvají v SNS až tři roky. Zařízení zabírající 5 000 m2 v USA se stěží vejdou na 20 000 m2 v SNS. Projekty, které se vyplatí v USA za 3-5 let, a to i při výrazně nižších nákladech na prodej produktu, se v Rusku a Kazachstánu nikdy nevyplatí.

Automatizační systémy. Automatizace provozu chladicích strojů se v závislosti na vykonávaných funkcích dělí na systémy:

– nařízení , podporující nastavenou hodnotu regulované veličiny (teplota, tlak, množství chladiva atd.);

–ochrana, tj. vypnout instalaci v případě nadměrné odchylky parametrů jejího provozního režimu;

– signalizace , tj. zapnout vizuální a (a) zvukový signál v případě narušení provozního režimu chladicí jednotky;

– řízení kdy je potřeba řídit jakékoliv provozní parametry chladicího stroje.

V závislosti na pohonu jsou automatizační systémy elektrický, pneumatický a kombinovaný a podle principu jednání - poziční a kontinuální.

Automatický řídicí systém chladicí jednotky umožňuje zajistit stanovený teplotní režim pro přepravovaný náklad bez účasti personálu údržby.

Automatizační systém je soubor automatizačního objektu a automatických zařízení, které umožňují řídit provoz tohoto objektu bez účasti personálu. Předmětem automatizace může být chladicí zařízení jako celek nebo jeho jednotlivé jednotky, jednotky, aparáty atd. Automatizační systémy lze zavírat a otevírat.

Rýže. 4.26 - Automatizační systém s uzavřenou smyčkou

Uzavřený systém se skládá z objektu ( O) a automatické zařízení ( ALE), které jsou spojeny přímkou ​​( PS) a inverzní ( OS) připojení, která jsou znázorněna na Obr. 4.26. Vstupní akce je aplikována na objekt prostřednictvím přímého připojení X , na zadní straně - výstupní hodnota v , které ovlivňují ALE. Systém OS pracuje na odchylce skutečné hodnoty v z nastavené hodnoty v h.

Pokud je účelem systému udržení hodnoty v blízko nastavené hodnoty se změnami vnějšího vlivu F vn, pak se takový systém nazývá automatický řídicí systém ( SAR), a automatické zařízení - automatický regulátor ( AR). Funkční systém SAR znázorněno na Obr. 4.27.

Rýže. 4.27 - Funkční schéma automatu
nařízení ( SAR)

Na funkčním schématu SAR Přímý článkový řetěz zahrnuje: zesilovač, ovládací mechanismus (JIM) a regulační orgán ( RO). V řetězci zpětná vazba zapnutý senzor, se kterým regulátor AR přijímá nastavitelnou hodnotu V a převede ji na hodnotu V p, vhodné pro další přenos. Na jeden ze vstupů prvku porovnání ( ES) je dodána převedená hodnota V n a na jeho druhém vstupu - signál V z setr.

Tento signál v převedené podobě je cvičení regulátor. Výše dohody d= V h - V n je stimulační signál. Jeho výkon se v zesilovači zvyšuje dodáním vnější energie E ext a jako signál D ovlivňuje JIM, který převádí signál na využitelnou formu energie D x a přeskupuje na RO. V důsledku toho vstup do O energetický tok, který odpovídá změně regulačního působení X .

Pokud běžný provoz objektu probíhá na hodnotách v , odlišný od v h, a když je mezi nimi dosaženo rovnosti, je do objektu vyslán signál X k vypnutí, pak se takový systém nazývá automatický ochranný systém ( SAZ), a automatické zařízení - ochranné zařízení ( AZ). Takový funkční systém je znázorněn na Obr. 4.28.

Systém SAZ odlišné od schématu SAR skutečnost, že v automatickém zařízení AZ chybějící JIM a RO. Signál ze zesilovače působí přímo na O, jeho vypnutí jako celku nebo jeho jednotlivých částí.

Rýže. 4.28 - Funkční schéma automatického ochranného systému ( SAZ)

Rýže. 4.29 - Automatizační systém s otevřenou smyčkou

Otevřený systém je systém, ve kterém chybí jeden z článků (reverzní nebo přímý) (obr. 4.29). Parametr Z související s výstupem v a je vnímán automatickým zařízením ALE. Odchylka nastavené hodnoty Z 3 způsobuje změny dopadu X .

Automatizace výparníku. Jeden z důležitých řídících procesů chladicí stroj je automatické napájení výparníků přehřátím páry a hladinou kapaliny ve výparníku. Používají se hlavně jako automatický regulátor přehřátí termostatické ventily (TRV).

Expanzní ventil je instalován před výparníkem. K horní části ventilu je připájena kapilára (obr. 4.30). 7 připojení vnitřní pracovní části 6 termostatický ventil 8 . Horní silová část ventilu je utěsněna. Žárovka je pevně připojena k sacímu potrubí spojujícímu výparník s kompresorem. Tepelná baňka, kapilára a prostor nad membránou jsou při výrobě ventilu naplněny přísně odměřeným množstvím chladiva. Ze spodní části membrány 5 tyč jde dolů 4 s uzavíracím ventilem 3 , který je pružinou přitlačován k sedadlu 2 s nastavovacím šroubem 1 .

Rýže. 4.30 - Schéma expanzního ventilu s vnitřním vyrovnáním

Princip činnosti expanzního ventilu je založen na porovnání bodu varu chladiva ve výparníku s teplotou par, které z něj odcházejí. Porovnání se provádí převodem teploty páry vnímané žárovkou t při vhodném tlaku R c ve výkonové části zařízení (viz obr. 4.30). Tlak působí na membránu shora a má tendenci otevřít ventil přes dřík 3 pro větší průřez. Tomuto pohybu ventilu brání tlak varu freonu ve výparníku R o působící na membránu zespodu, stejně jako síla pružiny F a tlak R k ventilu.

Při správném naplnění výparníku by teplota par na výstupu z něj neměla překročit 4,7°C. K tomu se musí veškerý freon dodávaný expanzním ventilem do výparníku vyvařit v oblasti od ventilu 3 do bodu A. Zde se teplota freonu nemění a je t o. V posledních otáčkách výparníku z bodu A do tepelného teploměru se freon, který nadále absorbuje teplo z chlazené místnosti, přehřeje na teplotu t v > t o. Teplota t c vnímá žárovku a tlak je nastaven v napájecím systému R s. V rovnováze R c = R o + F +R když je umožněno úplné naplnění výparníku chladivem a chladicí stroj pracuje v optimálním režimu.

S klesající teplotou v chlazené místnosti klesá tepelný tok do výparníku. Var chladiva v bodě A nekončí, ale pokračuje do bodu B. Zkrátí se dráha parního chladiva k baňce a sníží se přehřátí par. Žárovka snímá nižší teplotu a napájecí systém je nastaven na nižší hodnotu. R s. Působením pružiny se ventil pohybuje nahoru, čímž se zmenšuje průtoková plocha ventilu a tím i přívod chladiva do výparníku.

S menším množstvím chladiva končí jeho var ve výparníku dříve a přehřívání nabývá na hodnotě blízké té původní. Pohyb ventilu směrem nahoru nastává, dokud se neustaví nová rovnováha mezi sníženým tlakem a sníženým stlačením pružiny, tzn. R c = R o + F +R k. Přehřívání par ve výparníku se reguluje předepnutím pružiny 2 s nastavovacím šroubem 1 .

tepelná žárovka 8 , kapilární 7 a membrána 5 (viz obr. 4.30) jsou hlavní prvky manometrických přístrojů - termostaty , které slouží k automatickému řízení provozu dieselagregátů a chladicích jednotek na chlazených kolejových vozidlech.

Automatická údržba teplotní režim v nákladových prostorech. Pro nastavení požadovaného teplotního režimu v nákladovém prostoru chlazeného přepravního nebo skladovacího modulu a jeho automatické udržování ve stanovených mezích tlakový spínač-termostat , jehož zařízení je znázorněno na Obr. 4.31.

Rýže. 4.31 - Zařízení tlakového spínače

Tlakový spínač je instalován na sacím potrubí mezi výparníkem a kompresorem. Skládá se z pístu 1 , tyč s ním pevně spojená 2 , pružiny 4 , kliky 5 , dva elektrické kontakty: válcování 6 a nehybný 7 .

Píst je v koleni 3 připojený k sacímu potrubí 8 . Pod tlakem R o, větší než kroutící síla pružiny 4 píst je ve své nejvyšší poloze. Zároveň kontakty 6 a 7 ZAVŘENO. Kompresor se zapne a odsává freonové páry z výparníku. Během procesu extrakce tlak R o klesá, je menší než kroutící síla pružiny. Pohyblivý kontaktní píst se přesune do nejnižší polohy a kompresor se vypne.

Vlivem pokračujícího varu freonu ve výparníku se zvyšuje jeho měrný objem, tlak R o začíná znovu růst. Kontakty 6 a 7 se sepnou, kompresor začne odsávat páry freonu z výparníku. Cyklus se opakuje.

Zdvih pístu je omezen speciálními dorazy, které lze nastavit. Síla pružiny na píst je regulována rukojetí 5 . Když je rukojeť nastavena do „studené“ polohy, síla pružiny klesá. V důsledku toho se v zóně výparníku vytvoří nižší tlak R A odtud nízký bod varu freonu.

Termostatický tlakový spínač tedy udržuje tlak varu ve výparníku na požadované úrovni řízením množství chladiva proudícího do výparníku.

Automatizace chladicí jednotky zahrnuje jejich vybavení automatická zařízení(přístroje a automatizační zařízení), které zajišťují bezpečný provoz a chování produkční proces nebo samostatné operace bez přímé účasti obsluhy nebo s její částečnou účastí.

Objekty automatizace spolu s automatickými zařízeními tvoří automatizační systémy s různými funkcemi: řízení, signalizace, ochrana, regulace a řízení. Automatizace zvyšuje ekonomickou efektivitu chladicích jednotek, jelikož se snižuje počet personálu údržby, snižuje se spotřeba elektrické energie, vody a dalších materiálů, zvyšuje se životnost jednotek díky zachování optimálního režimu jejich provozu automatická zařízení. Automatizace vyžaduje kapitálové výdaje, proto musí být provedena na základě výsledků studie proveditelnosti.

Chladicí zařízení může být automatizováno částečně, zcela nebo komplexně.

Částečná automatizace zajišťuje povinnou automatickou ochranu pro všechny chladicí jednotky, stejně jako ovládání, alarm a často i řízení. Servisní personál reguluje hlavní parametry (teplota a vlhkost vzduchu v komorách, teplota varu a kondenzace chladiva atd.) v případě jejich odchylky od nastavených hodnot a poruchy zařízení, která je hlášení řídicími a poplašnými systémy a některé pomocné periodické procesy (odmrazování námrazy z povrchu chladicích zařízení, odstraňování oleje ze systému) jsou prováděny ručně.

Plná automatizace pokrývá veškeré procesy související s udržováním požadovaných parametrů v chladicích místnostech a prvcích chladicího zařízení. Servisní personál může být přítomen pouze příležitostně. Plně automatizujte chladicí jednotky malého výkonu, bezproblémové a odolné.

Pro velká průmyslová chladicí zařízení je typičtější komplexní automatizace(automatické ovládání, signalizace, ochrana).

Automatické řízení poskytuje vzdálené měření a někdy i záznam parametrů, které určují režim provozu zařízení.

Automatická signalizace - upozornění pomocí zvukového nebo světelného signálu o dosažení zadaných hodnot, určitých parametrů, zapnutí nebo vypnutí prvků, chladicí jednotky. Automatický alarm dělí na technologické, preventivní a havarijní.

Technologická signalizace - světelná, informuje o chodu kompresorů, čerpadel, ventilátorů, přítomnosti napětí v elektrických obvodech.

Varovný signál na ochranných, oběhových přijímačích informuje, že se hodnota řízeného parametru blíží maximální dovolené hodnotě.

Nouzová signalizace světelnou a zvukové signály oznamuje, že byla spuštěna automatická ochrana.

Automatická ochrana, která zajišťuje bezpečnost obsluhujícího personálu, je povinná pro jakoukoli výrobu. Předchází havarijním situacím tím, že vypne jednotlivé prvky nebo instalaci jako celek, když řízený parametr dosáhne maximální přípustné hodnoty.

Spolehlivou ochranu v případě nebezpečné situace by měl zajistit automatický ochranný systém (ACS). V nejjednodušší verzi se SAS skládá ze senzorového relé (ochranného relé), které řídí hodnotu parametru a generuje signál, když je dosažena jeho mezní hodnota, a zařízení, které převádí signál ochranného relé na signál zastavení, který je odeslán do řídicí systém.

Na velkokapacitních chladicích zařízeních se SAS provádí tak, že po aktivaci ochranného relé nebylo možné automatické spuštění vadného prvku bez odstranění příčiny, která zastavení způsobila. Na malých chladicích jednotkách, například v obchodních podnicích, kde nehoda nemůže vést k vážným následkům, neexistuje stálá obsluha, se objekt automaticky zapne, pokud se hodnota regulovatelného parametru vrátí do přípustného rozsahu.

Největší číslo kompresory mají typy ochrany, protože podle provozních zkušeností se s nimi stane 75 % všech nehod v chladicích zařízeních.

Počet parametrů řízených SAS závisí na typu, výkonu kompresoru a typu chladiva.

Typy ochrany kompresoru:

z nepřijatelného zvýšení výtlačného tlaku - zabraňuje narušení hustoty spojů nebo zničení prvků;

nepřípustný pokles sacího tlaku - zabraňuje nárůstu zatížení ucpávky kompresoru, pěnění oleje v klikové skříni, zamrzání chladiva ve výparníku (vysoké a nízký tlak, vybavit téměř všechny kompresory);

snížení rozdílu tlaků (před a za čerpadlem) v olejovém systému - zabraňuje havarijnímu opotřebení třecích dílů a zadření mechanismu pohybu kompresoru, spínač tlakové diference ovládá rozdíl tlaků na výtlačné a sací straně olejového čerpadla;

nepřijatelné zvýšení výstupní teploty - zabraňuje narušení režimu mazání válce a nouzovému opotřebení třecích částí;

zvýšení teploty vinutí vestavěného elektromotoru hermetických a bezucpávkových chladivových kompresorů - zabraňuje přehřívání vinutí, zadření rotoru a dvoufázový provoz;

hydraulický šok (kapalné chladivo vstupující do kompresní dutiny) - zabraňuje vážné havárii pístového kompresoru: narušení hustoty a někdy zničení.

Typy ochrany pro ostatní prvky chladicí jednotky:

před zamrznutím chladicí kapaliny - zabraňuje prasknutí trubek výparníku;

přetečení lineárního přijímače - chrání před snížením účinnosti kondenzátoru v důsledku plnění části jeho objemu kapalným chladivem;

vyprázdnění lineárního přijímače - zabraňuje průniku plynu vysoký tlak do systému výparníku a nebezpečí vodních rázů.

Prevence nouze poskytuje ochranu proti nepřijatelným koncentracím čpavku v místnosti, které mohou způsobit požár a výbuch. Koncentrace amoniaku (maximálně 1,5 g/m 3 nebo 0,021 % obj.) ve vzduchu je monitorována analyzátorem plynů.

Chlad se používá v technologiích mnoha procesů zpracování zemědělských produktů. Díky chladničkám se výrazně snižují ztráty při skladování produktů. Chlazené produkty lze přepravovat na velké vzdálenosti.

Mléko určené ke zpracování nebo prodeji je zpravidla předchlazeno. Před odesláním do podniku mlékárenského průmyslu smí být mléko skladováno nejvýše 20 hodin při teplotě nepřesahující 10 °C.

V zemědělství se maso chladí především na farmách a drůbežárnách. V tomto případě se používají následující způsoby chlazení: na vzduchu, studená voda, ve vodě s tajícím ledem a zavlažování studenou vodou. Drůbeží maso se zmrazuje buď studeným vzduchem, nebo ponořením do studeného nálevu. Zmrazování vzduchu se provádí při teplotě vzduchu v chladničkách od -23 do -25 ° C a rychlosti vzduchu 3 ... 4 m / s. Pro zmrazení ponořením do solného roztoku se používají roztoky chloridu vápenatého nebo propylenglykolu s teplotou -10 °C a nižší.

Maso určené k dlouhodobému uchovávání se zmrazuje stejně jako zmrazování. Zmrazení

vzduch se provádí při teplotě ochlazeného vzduchu od -30 do -40 ° C, při zmrazování ve slaném nálevu je teplota roztoku -25 ... -28 ° C.

Vejce se skladují v chladničkách při teplotě -1 ... -2 °C a relativní vlhkosti 85 ... 88 %. Po ochlazení na 2...3 °C jsou umístěny do skladovací komory.

Ovoce a zelenina se chladí ve stacionárních skladech. Ovocné a zeleninové produkty jsou skladovány v chladicích komorách s chladicími bateriemi, ve kterých cirkuluje chladivo nebo solanka.

Ve vzduchem chlazených systémech je nejprve ochlazen vzduch, který je následně ventilátory vháněn do skladovacích prostor. Ve smíšených systémech jsou produkty chlazeny studeným vzduchem a z baterie.

V zemědělství se chlad získává jak bezstrojovým způsobem (ledovce, chlazení ledovou solí), tak pomocí speciálních chladicích strojů. Při strojním chlazení je teplo z chlazeného média odváděno do vnějšího prostředí pomocí nízkovroucích chladiv (freon nebo čpavek).

V zemědělství jsou široce používány parní kompresory a absorpční chladiče.

Nejjednodušší způsob, jak dostat teplotu pracovní tekutiny pod teplotu životní prostředí spočívá v tom, že tato pracovní tekutina (chladivo) je stlačena v kompresoru, poté ochlazena na okolní teplotu a poté podrobena adiabatické expanzi. V tomto případě pracovní orgán vykonává práci kvůli svému vnitřní energie a jeho teplota ve srovnání s teplotou okolí klesá. Pracovní tekutina se tak stává zdrojem chladu.

Jako chladivo lze v zásadě použít jakoukoli páru nebo plyn. za prvé chladicí stroje s mechanickým pohonem se jako chladivo používal vzduch, ale již od konce 19. stol. byl nahrazen čpavkem a oxidem uhličitým, protože vzduchový chladicí stroj je méně ekonomický a těžkopádný než parní, kvůli vysoké spotřebě vzduchu kvůli jeho nízké tepelné kapacitě.

V moderních chladicích systémech je pracovní tekutinou pára kapalin, která při tlacích blízkých atmosférickému vře při nízkých teplotách. Příklady takových chladiv jsou amoniak NH3, oxid siřičitý SO2, oxid uhličitý CO 2 a freony - fluorochlorderiváty uhlovodíků typu C m H x F y Cl2. Bod varu amoniaku při atmosférický tlak je 33,5 °С, "Freon-12" -30 °С, "Freon-22" -42 °С.

Freony jsou široce používány jako chladiva - halogenderiváty nasycených uhlovodíků (C m H n), získané nahrazením atomů vodíku atomy chloru a fluoru. V technologii se kvůli široké rozmanitosti freonů a jejich poměrně složitému pojmenování zavedl podmíněný číselný systém označování, podle kterého má každá taková sloučenina v závislosti na chemickém vzorci své vlastní číslo. První číslice v tomto čísle podmíněně označují uhlovodík, jehož je tento freon derivátem: methan - 1, ethan - 11, propan - 21. Pokud jsou ve sloučenině nesubstituované atomy vodíku, jejich počet se k těmto číslům přičte. Dále k výslednému množství nebo k původnímu číslu (pokud jsou všechny atomy vodíku ve sloučenině substituovány) se jako další znak přidá číslo vyjadřující počet atomů fluoru. Takto se získají označení: R11 místo monofluortrichlormethanu CFCI2, R12 místo difluordichlormethanu CF 2 C1 2 atd.

V chlazení se R12 běžně používá jako chladivo a R22 a R142 budou široce používány v budoucnu. Výhody freonů jsou relativní nezávadnost, chemická inertnost, nehořlavost a bezpečnost výbuchu; nevýhodou je nízká viskozita, která podporuje netěsnost, a schopnost rozpouštět se v oleji.

Obrázek 8.15 ukazuje schéma zapojení parní kompresor chladicí jednotka a jeho ideální cyklus v 75-diagramu. V kompresoru 1 vlhké páry chladiva se stlačují, v důsledku čehož (plocha a-b) získává se suchá nasycená nebo přehřátá pára. Stupeň přehřátí obvykle nepřekročí

130 ... 140 "C, aby se nekomplikoval provoz kompresoru z důvodu zvýšeného mechanického namáhání a nepoužívaly se oleje

Rýže. 8.15.

/ - kompresor; 2 - chlazená místnost; 3- škrticí klapka; 4 - speciálního kondenzátoru. Přehřátá pára z kompresoru s parametry pí a 02 vstupuje do chladiče (kondenzátoru 2). V kondenzátoru při konstantním tlaku přehřátá pára předává přehřáté teplo chladicí vodě (proces před naším letopočtem) a jeho teplota se rovná teplotě nasycení 0 H2. Dále vydávání tepla z vypařování (proces CD), sytá pára se mění ve vroucí kapalinu (bod d). Tato kapalina proudí do škrticí klapky 3, procházející, kterým se mění na nasycenou páru malého stupně suchosti (x 5 \u003d 0,1 ... 0,2).

Je známo, že entalpie pracovní tekutiny před a po škrcení je stejná a tlak a teplota se snižují. 7s diagram ukazuje přerušovanou čáru konstantní entalpie d-e, tečka E který charakterizuje stav páry po škrcení.

Dále mokrá pára vstupuje do chlazené nádoby zvané lednice. 4. Zde při konstantním tlaku a teplotě pára expanduje (proces e-a), odebírající určité množství tepla. V tomto případě se stupeň suchosti páry zvyšuje (x| = 0,9 ... 0,95). Pára se stavovými parametry charakterizovanými tečkou 1, se nasaje do kompresoru a operace instalace se opakuje.

V praxi pára za škrticí klapkou nevstupuje do chladničky, ale do výparníku, kde odebírá teplo solance, která zase odebírá teplo lednici. Důvodem je skutečnost, že ve většině případů chladící jednotka slouží řadě spotřebitelů chladu a nemrznoucí solanka pak slouží jako mezichladivo, nepřetržitě cirkulující mezi výparníkem, kde se ochlazuje, a speciálními chladiči vzduchu v chladničkách. . Jako solanky se používají vodné roztoky chloridu sodného a chloridu vápenatého, které mají poměrně nízké teploty tuhnutí. Roztoky jsou vhodné pro použití pouze při teplotách vyšších, než jsou teploty, při kterých mrznou jako homogenní směs tvořící slaný led (tzv. kryohydrátový bod). Kryohydrátový bod pro roztok NaCl o hmotnostní koncentraci 22,4 % odpovídá teplotě -21,2 "C a pro roztok CaCl 2 o koncentraci 29,9 - teplota -55 °C.

Ukazatelem energetické účinnosti chladicích jednotek je koeficient chlazení e, což je poměr měrného chladicího výkonu ke spotřebované energii.

Skutečný cyklus parního kompresorového chladicího zařízení se liší od teoretického v tom, že kvůli přítomnosti ztrát vnitřním třením nedochází ke kompresi v kompresoru podél adiabatické, ale podél polytropické oblasti. V důsledku toho se snižuje spotřeba energie v kompresoru a snižuje se koeficient výkonu.

Chcete-li získat nízké teploty (-40 ... 70 ° C), požadované v některých technologických postupů, se jednostupňové parní kompresorové jednotky ukazují jako neekonomické nebo zcela nevhodné z důvodu poklesu účinnosti kompresoru v důsledku vysoké teploty pracovní tekutina na konci kompresního procesu. V takových případech se používají buď speciální chladicí cykly, nebo ve většině případů dvoustupňová nebo vícestupňová komprese. Například dvoustupňová komprese par čpavku produkuje teploty až -50 °C a třístupňová komprese až -70 °C.

Hlavní výhoda absorpční chladicí jednotky ve srovnání s kompresorovými zařízeními se k výrobě chladu využívá spíše nízko a středně potenciální tepelné energie než elektrické energie. Ten lze získat z vodní páry odebrané např. z turbíny v teplárnách a elektrárnách.

Absorpce je jev absorpce par kapalnou látkou (absorbentem). V tomto případě může být teplota páry nižší než teplota absorbentu, který páru absorbuje. Pro proces absorpce je nutné, aby koncentrace absorbované páry byla rovna nebo větší než rovnovážná koncentrace této páry nad absorbentem. Přirozeně v absorpčních chladicích systémech musí absorbenty kapalin absorbovat chladivo dostatečnou rychlostí a při stejných tlacích by jejich bod varu měl být výrazně vyšší než bod varu chladiva.

Nejběžnější jsou zařízení na absorpci vody a amoniaku, ve kterých čpavek slouží jako chladivo a voda jako absorbent. Amoniak je vysoce rozpustný ve vodě. Například při 0 °C se v jednom objemu vody rozpustí až 1148 objemů plynného amoniaku a uvolní se teplo asi 1220 kJ/kg.

Chlad v absorpční jednotce je generován podle schématu na obrázku 8.16. Tento diagram ukazuje přibližné hodnoty parametrů pracovní tekutiny v instalaci bez zohlednění tlakových ztrát v potrubí a ztrát v teplotní hlavě v kondenzátoru.

V generátoru 1 k odpařování nasyceného roztoku amoniaku dochází při jeho zahřívání vodní párou. Tím se oddestiluje nízkovroucí složka - pára čpavku s mírnou příměsí vodní páry. Pokud se teplota roztoku udržuje na přibližně 20 °C, pak tlak nasycení par amoniaku bude přibližně 0,88 MPa. Aby se obsah NH 3 v roztoku nesnížil, použijte přečerpávací čerpadlo 10 z absorbéru do generátoru je nepřetržitě přiváděn silný koncentrát

Rýže. 8.16.

/-generátor; 2- kondenzátor; 3 - škrticí klapka; 4- výparník; 5-čerpadlo; b-bypass ventil; 7- chlazená nádoba; absorbér; 9-cívka; 10- čerpadlo

roztok amoniaku v koupeli. Nasycené páry amoniaku (x = 1), získané v generátoru, jsou posílány do kondenzátoru 2, kde se amoniak mění v kapalinu (x = 0). po škrcení 3 čpavek vstupuje do výparníku 4, současně se jeho tlak sníží na 0,3 MPa (/ n \u003d -10 ° C) a stupeň suchosti se stane přibližně 0,2 ... 0,3. Ve výparníku dochází k odpařování roztoku čpavku vlivem tepla dodávaného solankou z chlazené nádrže 7. V tomto případě teplota solanky klesá z -5 na -8 °C. S pumpičkou 5 destiluje se zpět do nádoby 7, kde se opět zahřeje na -5 °C, odebírá teplo z místnosti a udržuje v ní stálou teplotu, přibližně -2 °C. Amoniak odpařený ve výparníku se stupněm suchosti x = 1 vstupuje do absorbéru 8, kde je absorbován slabým roztokem přiváděným přes obtokový ventil 6 z generátoru. Vzhledem k tomu, že absorpce je exotermická reakce, k zajištění kontinuity procesu výměny tepla se absorbzit odstraňuje chladicí vodou. Silný roztok čpavku získaný v čerpadle absorbéru 10 čerpané do generátoru.

V uvažované instalaci jsou tedy dvě zařízení (generátor a výparník), kde je teplo přiváděno do pracovní kapaliny zvenčí, a dvě zařízení (kondenzátor a absorbér), ve kterých je teplo pracovní kapalině odváděno. Porovnávání schémata zapojení parního kompresoru a absorpčních jednotek lze poznamenat, že generátor v absorpční jednotce nahrazuje výtlačnou část a absorbér nahrazuje sací část pístového kompresoru. Ke stlačení chladiva dochází bez vynaložení mechanické energie, s výjimkou malých nákladů na čerpání silného roztoku z absorbéru do generátoru.

V praktických výpočtech je jako energetický ukazatel absorpčního zařízení brán také koeficient ochlazování e, což je poměr množství tepla q2 vnímané pracovní tekutinou ve výparníku na množství tepla q u strávený v generátoru. Takto vypočítané COP je vždy menší než COP systému parního kompresoru. Srovnávací posouzení energetické účinnosti uvažovaných metod získávání chladu v důsledku přímého srovnání metod pouze chladicích koeficientů absorpce a instalací parního kompresoru je však nesprávné, protože je určeno nejen množstvím, ale také podle druhu spotřebované energie. Oba způsoby získávání chladu by měly být porovnány hodnotou sníženého koeficientu výkonu, což je poměr chladicího výkonu q2 na spotřebu tepla paliva q to tj. ? pr = Yag I- Ukazuje se, že při odpařovacích teplotách od -15 do -20 °C (používaných většinou spotřebitelů) jsou epr absorpční zařízení vyšší než parní kompresorové stanice, v důsledku čehož jsou v řadě případů absorpční zařízení výhodnější nejen při jejich zásobování párou odebíranou z turbín, ale i při zásobování párou přímo z parních kotlů.

Strana 4 z 5

Automatizační systém je sériové zapojení pomocí potrubí všech prvků chladicí jednotky, které zajišťuje přesné udržování nastavené teploty chlazení, nepřetržité sledování a ochranu stroje před nehodami a také provozní spolehlivost chladicí zařízení. Systém musí být schopen snadno upravit teplotu a hospodárně provozovat zařízení. Schéma automatizačního systému se volí v závislosti na chladicí kapacitě a účelu instalace.

Aplikovat chladicí automatizační systémy s řízením výkonu stisknutím elektromagnetických ventilů a také zapínáním a vypínáním chladicích jednotek. V dopravě jsou nejběžnější automatizační systémy uspořádány podle druhého principu.

Zařízení automatického řídicího systému freonového stroje je dáno typem kompresoru, výparníku a kondenzátoru, způsobem změny chladícího výkonu a také počtem kompresních stupňů nebo stupňů chlazení.

Charakteristický rys automatizace zařízení na chlazení čpavku- zvýšené požadavky na bezpečnost provozu z důvodu vysoké toxicity čpavku, jeho výbušnosti a také nebezpečí zničení kompresorů hydraulickými rázy.

Ve vozech chladírenských kolejových vozidel, restauračních vozech, osobních vozech s klimatizací se používají k chlazení skříní a malých komor pro krátkodobé skladování výrobků. automatické freonové chladicí jednotky:

• kompresor-motor;
• kompresor-kondenzátor;
• výparník-regulační stanice;
• výparník-kondenzátor;
• kompresor-kondenzátor-výparník.

Kompresory těchto jednotek jsou obvykle vertikální nebo ve tvaru V, víceválcová kliková skříň, se vzduchem chlazenými válci. Existují i ​​hermetické jednotky, ve kterých je kompresor spolu s elektromotorem umístěn v utěsněném krytu. Tyto jednotky zahrnují instalace domácích chladniček.

Rýže. 1 - Schéma chladničky "ZIL" Moskva

Chladnička "ZIL-Moscow" je vybavena kompresorem (7) (obr. 1) s elektromotorem (5), kondenzátorem (1), výparníkem (2), termostatem (5), kapilárou (4), filtrem ( 5), startovací a napájecí relé. Kompresor má armaturu (6) pro plnění freonem-12. Chod jednotky je řízen termostatem, který automaticky udržuje nastavenou teplotu v chladničce. Elektromotor se zapíná rozběhovým relé, v jednom případě je namontováno tepelné relé, které chrání motor před přetížením.

Restaurační vozy jsou vybaveny freonovými jednotkami FRU a FAK pro chlazení chladicích boxů a komor. Schéma freonové rotační jednotky (FRU) je na (obr. 2), jednotky s pístovým kompresorem jsou na obr. 3.

Rýže. 2 - Schéma freonové rotační chladicí jednotky: 1 - výparník; 2 - termostatický ventil; 3 - vedení kapaliny; 4 - pojistky; 5 - sací potrubí; 6 - tlakový spínač; 7 - zpevňující štít; 8 - spínače; devět - zásuvka; 10 - magnetický startér; 11 - vypouštěcí ventil; 12 - plynový filtr; 13 - rotační kompresor; 14 - vzduchový kondenzátor; 15 - elektromotor; 16 - sací potrubí; 17- zpětný ventil; 18 - filtr na kapalinu; 19 - přijímač; 20 a 21 - uzavírací ventily přijímače

Rýže. 3 - Schéma freonového chladicího stroje IF-50: 1 - odpařovací baterie; 2 - termostatický ventil; 3 - magnetický startér; 4 - citlivá patrona termostatického ventilu; 5 - výměník tepla; 6 - tlakový spínač; 7 - kompresorová a kondenzační jednotka

Chladicí zařízení celokovového restauračního vozu tvoří tři automatické kompresorové a kondenzátorové jednotky typu FAK-0,9VR, vybavené pohonem od elektromotorů stejnosměrný proud PNF-5 s napětím 50 V. Každá jednotka chladí dvě zásuvky nebo skříňky vybavené odpařovacími bateriemi a akumulačními deskami. Vůz má tři podvozkové boxy pro uložení ryb, masa a nápojů. Ve výdejním prostoru je umístěna skříňka na uložení cukrovinek; k uskladnění gastronomických produktů slouží chladicí skříň, která je umístěna v kuchyni; vedle je skříňka na studenou kuchyni.

Používají se chladicí jednotky jídelních vozů dva chladicí systémy- s přímým varem chladiva a akumulací. Pro chlazení podvozkových skříní a skříní slouží trubkové výparníky z měděné trubky s plochými mosaznými žebry, dále výparníky z měděných trubek o průřezu 12 × 1 mm s žebry z tenké mosazné pásky. Akumulační desky jsou instalovány v podvozkovém boxu na nápoje a skříňce na cukrovinky. Jsou to svařované nerezové nádrže s trubkovými deskovými výparníky uvnitř. Prstencový prostor uvnitř nádrží je vyplněn vodou, která během provozu jednotky zamrzá a hromadí se v ní chlad.

Všechny zásuvky a skříňky jsou vybaveny termostatickými ventily. Cyklický chod chladicích jednotek zajišťuje tlakový spínač RD-1, který automaticky působí na spouštěcí zařízení elektromotorů.

Rýže. 4 - Schémata automatických pístových chladicích jednotek s několika chlazenými objekty: a - s ovládáním on-off; b - při servisu dvou kamer; c - při řízení teploty pomocí regulátorů teploty; 1 - kompresor; 2 - přijímač; 3 - kondenzátor; 4 - výparník; 5 - termostatické ventily; 6 - tlakový spínač; 7 - magnetický startér; 8 - elektromotor; 9 - automatická tlaková škrticí klapka; 10 - zpětný ventil; 11 - mezilehlé relé; 12 - elektromagnetický ventil; 13 - termostat; 14 - ventil regulace vody

Typická automatizační schémata pro chladicí jednotky s kompresním pístem s několika chlazenými objekty lze vyrobit v různých verzích. Automatizační schéma pro on-off ovládání v jednom nebo dvou výparnících se stejnou teplotou chlazení vzduchu v komoře (obr. 4, a) umožňuje použití teplotního spínače výparníku, komory nebo nízkotlakého spínače kompresoru. Když jeden chladicí stroj obsluhuje dvě komory s různé teploty(obr. 4, b) použijte automatickou tlakovou škrticí klapku (9) (ADD). Schéma regulace teploty pomocí regulátorů teploty je znázorněno na obrázku 4,c.