Судовые холодильные установки. Принципиальная схема и принцип действия холодильной установки

Для получения искусственного холода в технике используется свойство жидкости изменять свою температуру кипения в зависимости от давления.

Чтобы превратить жидкость в пар, к ней необходимо подвести некоторое количество тепла. Наоборот, превращение пара в жидкость (процесс конденсации) совершается при отнятии тепла от пара.

Холодильная установка состоит из четырех основных частей: компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и воздухоохладителя (испарителя), соединенных последовательно между собой трубопроводами.

В этой схеме по замкнутому контуру циркулирует холодильный агент — вещество, способное кипеть при низких температурах, зависящих от давления паров в воздухоохладителе. Чем ниже это давление, тем ниже и температура кипения. Процесс-кипения холодильного агента сопровождается отнятием тепла от окружающей среды, в которой находится воздухоохладитель, вследствие чего эта среда охлаждается.

Образующиеся в воздухоохладителе пары холодильного агента отсасываются компрессором, сжимаются в нем и нагнетаются в конденсатор. В процессе сжатия давление и температура паров холодильного агента повышается. Таким образом, компрессор создает, с одной стороны, пониженное давление в воздухоохладителе, необходимое для кипения холодильного агента при низкой температуре, и, с другой, повышенное давление нагнетания, при котором возможен переход холодильного агента из компрессора в конденсатор.

В конденсаторе происходит конденсация горячих паров холодильного агента, т. е. превращение их в жидкость. Конденсация паров осуществляется в результате отнятия от них тепла воздухом, охлаждающим конденсатор.

Для получения холода необходимо, чтобы температура кипения (испарения) холодильного агента была ниже температуры охлаждаемой среды.

Холодильная установка АР-3 представляет собой единый агрегат, смонтированный на каркасе с теплоизоляционной стенкой, отделяющей испарительную часть (воздухоохладитель) oт остального оборудования (рис. 2). Испарительная часть входит-в проем, сделанный в передней стенке грузового помещения. Наружный воздух засасывается через конденсатор осевым вентилятором внутрь машинного отделения.

На одном валу с вентилятором конденсатора расположен-вентилятор воздухоохладителя, осуществляющий циркуляцию-воздуха в грузовом помещении.

Таким образом, в холодильной установке АР-3 имеются две-независимые воздушные системы (рис. 3):
– система циркуляции охлажденного воздуха в грузовом помещении (воздух с пола грузового помещения через направляющий воздуховод засасывается осевым вентилятором в воздухоохладитель, охлаждается и выбрасывается под потолок-грузового помещения);
– система охлаждения конденсатора.

Осевым вентилятором, расположенным внутри машинного отделения, воздух засасывается из окружающей среды через-жалюзи лобовой панели кузова, поступает на конденсатор, охлаждает его и выбрасывается наружу через жалюзи, установленные на боковых дверях машинного отделения.

Для охлаждения карбюраторного двигателя воздух забирается через специальное окно в передней стенке кузова и> выбрасывается внутрь -машинного отделения. Нагретый воздух из машинного отделения выходит наружу через жалюзи боковых дверей.

Щит управления и все приборы автоматики, а также измерительные приборы расположены с левой (по ходу автомобиля) стороны холодильной установки и имеют свободный доступ.

Топливо к карбюраторному двигателю подается из бака, укрепленного в верхней части установки.

Холодильная установка представляет собой замкнутую герметическую систему, состоящую из четырех основных частей: воздухоохладителя, фреонового компрессора, конденсатора и-терморегулирующего вентиля, последовательно соединенных трубопроводами. Эта система заполнена холодильным агентом фреоном-12, который непрерывно циркулирует в ней, переходя1 из одной части в другую.

Компрессор (рис. 4) засасывает из воздухоохладителя 8 образовавшиеся при кипении пары фреона, сжимает их до давления конденсации. Одновременно с повышением давления па«-ров повышается и их температура до 70—80 °С. Нагретые пары фреона из компрессора нагнетаются по трубопроводу в конденсатор. В конденсаторе происходит конденсация паров фреона, т. е. превращение их в жидкость. Конденсация паров осуществляется в результате отнятия от них. тепла воздухом, обдувающим наружную поверхность конденсатора.

Жидкий фреон из конденсатора поступает в ресивер (запасную емкость). Из ресивера жидкий фреон направляется в теплообменник, где, проходя по змеевикам, переохлаждается за счет теплообмена с холодными парами фреона, движущимися навстречу из воздухоохладителя. Затем жидкий фреон попадает в фильтр-осушитель, где очищается от влаги и загрязнений влагопоглощающим веществом — силикагелем.

41. Системы СЭУ: классификация, назначение.

Судовая энергетическая установка — это сложный комплекс функционально взаимосвязанных элементов энергетического оборудования, машин и механизмов, с помощью которых на судпе производится выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии для безопасного и эффективного функционирования судна в соответствии с его типом и назначением и нормальных условий жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

В состав СЭУ входят:

1. МДК (машинно-движительный комплекс)

2. Судовая электростанция (минимум 2 дизельгенератора)

3. Вспомогательная котельная установка и утилизационные установки (ДВС Т=380-450⁰С на выхлопе)

4. Вспомогательные механизмы разного рода (сепараторные установки, компрессоры)

5. Оборудование и трубопроводы (насосы для перекачки), для разных систем (пожарные системы, фановая, система сточных вод, осушительная) системы обеспечивающие работу двигателя: масляная система, топливная система, система охлаждения, система сжатого воздуха (минимум р=30 атм), система выпуска отработанных газов

МДК- главный системообразующий элемент СЭУ (пропульсивная установка). В нём энергия рабочего тела преобразуется в упор винта сообщающий движение судну. Этот компонент может обеспечивать судно дополнительной электрической и тепловой энергией низкого потенциала, это привело к усложнению структурных схем СЭУ. Основные элементы МДК: ГД; упорный промежуточный и гребной вал; упорный и опорные подшипники; устройства для отбора мощности; утилизационные котельные аппараты.

Признаки классификации СЭУ:

1. По типу тепловых двигателей

2. По способу трансформации переданной энергии

3. По виду структурных схем (состав МДК, источники электрической и тепловой энергии)

4. По автономности привода каждого из этих элементов

5. По числу валопроводов

По типу структурных схем: 1) классическая схема с прямой передачей, автономная СЭС и КЭУ. 2) схема с электро-движителем и автономной СЭС 3) С множеством структурных схем анимающих прочие положения между первыми двумя к ней могут быть отнесены схемы с турбодвижительным МДК (паротурбинные с включённым в схему электро генераторами и регулируемым отбором пара на теплоснабжение судна. Особенности этих схем- одновременное производство агрегатами МДК разных видов энергии. По этому признаку такие структурные схемы СЭУ можно отнести к разряду комбинированных.

Показатели СЭУ:

1. Мощностные (суммарная мощность ГД прорульсивной установки, суммарная мощность ГЭУ…)

2. Показатели энергоэффективности и автономности (удельный расход топлива, эффективный КПД установки, пропульсивный КПД установки.

3. Массовые (оказывает прямое влияние на скорость, дальность плавания, водоизмещение)

4. Показатели надёжности (безотказность, работоспособное состояние, долговечность, назначенный срок службы, ремонтопригодность, сохраняемость, комплексные показатели надёжности)

5. Маневренные показатели (способность судна выполнять маневры такие как трогание с места, быстрый разгон до полного хода, устойчивое движение на малом ходу, быструю циркуляцию…)

6. Стоимостный (учитывают построечную стоимость установки и расходы на её эксплуатацию)

7. Показатели технологичности, стандартизации и унификации

8. Эргономические, эстетические и экологические показатели (обитаемость, состояние воздушной среды, шумность)

42. Системы СЭУ: трубопроводы, арматура, путевые соединения, предохранительная аппаратура, прокладочный материал.

В судовых трубопроводах применяются стальные, медные, медно-никелевые, латунные, биметаллические, алюминиевые и пластмассовые трубы. способу изготовления различают трубы бесшовные и сварные, по сечению — круглые и прямоугольные. Трубы прямоугольного сечения, применяемые в основном, для вентиляционных трубопроводов, выполняют из листовой стали или легких сплавов.В целях стандартизации и унификации труб, арматуры, соединений трубопроводов и уплотнительных устройств установлены понятия условный проход, условное давление и рабочее пробное давление. д условным проходом понимают внутренний диаметр арматуры и соединительных частей труб.Проход называют условным потому, что для труб он не сов падает (в большинстве случаев) с их фактическим внутренним диаметром, который зависит от толщины стенки трубы. Условный проход обозначается с указанием размера в миллиметрах, например Dу 32, Dу 100 и т. д. Он является характеристикой трубопровода, по нему подбирают трубы и производят расчет сопротивлений.